論文題目基于單片機的空氣質(zhì)量控制系統(tǒng)設(shè)計摘要社會快速發(fā)展，環(huán)境遭受嚴重破壞，大氣污染顯得尤其突出，城市大氣污染不但影響人們的日常生活，而且對人們的身心健康產(chǎn)生極大的威脅，特別是室內(nèi)環(huán)境污染物受到了普遍關(guān)注。為了控制室內(nèi)空氣環(huán)境，設(shè)計了本文系統(tǒng)。本文設(shè)計了以AT89S52單片機為核心的空氣質(zhì)量控制系統(tǒng)，精準的空氣質(zhì)量檢測儀是最重要的手段。本系統(tǒng)是基于單片機的空氣質(zhì)量控制系統(tǒng)，該系統(tǒng)以單片機為微型控制器，A/I串行通信，通過粉塵傳感器、溫濕度傳感器和氣體傳感器檢測到空氣中的粉塵與異味濃度和溫濕度，通過A/D轉(zhuǎn)化把模擬信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，然后送入單片機中進行相應(yīng)的計算與控制，使得執(zhí)行部件凈化模塊做出相應(yīng)動作。另外本系統(tǒng)還有顯示，聲光報警與無線通信等模塊。關(guān)鍵詞：空氣質(zhì)量，單片機，粉塵傳感器AbstractWiththerapiddevelopmentofsocietyandseriousdamagetotheenvironment,airpollutionisparticularlyprominent..Urbanairpollutionnotonlyaffectspeople'sdailylife,butalsoposesagreatthreattopeople'sphysicalandmentalhealth.Inparticular,indoorenvironmentalpollutantshavereceivedwidespreadattention.Inordertocontroltheindoorairenvironment,thesystemofthispaperisdesigned.ThispaperdesignsanairqualitycontrolsystembasedonAT89S52single-chipcomputer.Accurateairqualitydetectoristhemostimportantmeans.ThissystemisanairqualitycontrolsystembasedonMCU.ThesystemusesMCUasmicrocontrollerandA/Iserialcommunication.Throughdustsensor,temperatureandhumiditysensorandgassensor,dustandodorconcentrationandtemperatureandhumidityinaircanbedetected.ThroughA/Dconversion,analogsignalcanbeconvertedintodigitalsignal,andthensenttoMCUforcorrespondingcalculationandcontrol.Thepurifyingmoduleoftheexecutingparthastodothecorrespondingaction.Inaddition,thesystemalsohasdisplay,acoustoopticalarmandwirelesscommunicationmodules.Keywords:airqualitydetection,AT89S52,dustsensor目錄TOC\o"1-3"\u1緒論 緒論1.1背景和意義近年來，隨著國家工業(yè)化的加快以及用車數(shù)量的急劇上升，使得空氣問題日益嚴重，城市空氣質(zhì)量持續(xù)惡化。城市大氣污染影響人們的日?；顒?，而且對人們的身體健康產(chǎn)生極大的威脅。據(jù)統(tǒng)計，僅在特大城市每年不低于60萬人因空氣中的微粒物和煙塵感染上呼吸道疾病。室外的環(huán)境個人無能為力，空氣質(zhì)量儀器也只能鳴警，讓人外出做好防備。但室內(nèi)就不同了，特別是現(xiàn)在，人的生活幾乎都是家，辦公室兩點一線，我們大部分人一天中的幾乎都是在室內(nèi)呆的，所以，室內(nèi)保持環(huán)境健康對我們來講是十分必須的。然而室內(nèi)環(huán)境的問題也是我們往往容易忽視的。隨著各種呼吸疾病不斷涌現(xiàn)，時刻提醒我們，必須要提高室內(nèi)的環(huán)境質(zhì)量，避免室內(nèi)環(huán)境的污染，在追求健康的室內(nèi)環(huán)境，同時還能保持健康。由于室內(nèi)環(huán)境復(fù)雜的污染源頭，分類極其多，包括裝飾材料本身所釋放的有害物質(zhì)、用電器以及環(huán)境本身細菌產(chǎn)生有害物質(zhì)、室外污染的空氣進入到室內(nèi)造成污染等等。VOC揮發(fā)性有機化合物,它包含烴類、鹵代烴、氧烴和氮烴，在室內(nèi)，VOC主要來自做飯時煤氣燃放，裝飾材料的排放，特別是油漆，裝修材料。室內(nèi)正常VOC濃度在0.1mg/m到0.5mg/m3之間，而在裝修作業(yè)過程中，甚至可高出幾十倍。而更嚴重的是，裝修材料在風(fēng)干時才釋放總量的35%，剩下的會隨著時間逐漸流放出來，持續(xù)時間排放甚至可以達到3年以上，而人已經(jīng)呆在室內(nèi)超過一年時間。PM2.5主要來源于室外。該系統(tǒng)主要由中央處理單元（單片機）、液晶顯示模塊（ＬＣＤ）、傳感器模塊，Ａ／Ｄ轉(zhuǎn)換單元、用戶輸入模塊（按鍵）、報警模塊（５Ｖ蜂鳴器）、時鐘模塊和供電模等組成。主要針對有毒氣體，粉塵，溫濕度這幾個室內(nèi)環(huán)境因子，能檢測出濃度，同時能在濃度超出預(yù)設(shè)值后報警，緊接凈化空氣，從而保持室內(nèi)健康。系統(tǒng)能針對多種對人體有害的對象，實時、準確報告空氣質(zhì)量，提醒人們，及時凈化空氣，集輕便、準確、凈化于一身。1.2研究現(xiàn)狀與發(fā)展最初的系統(tǒng)設(shè)計，功能只能檢測單一的對象，顯示出濃度，隨著人們的需求，在基礎(chǔ)上演變，根據(jù)不同檢測對象，更換傳感器，單片機，但是都是以基本的原理為基礎(chǔ)，不斷發(fā)展。在目標氣體與傳感器接觸后，產(chǎn)生特定的模擬信號，經(jīng)過A/D轉(zhuǎn)換器先把模擬轉(zhuǎn)成數(shù)字信號，后才給微型處理器，然后其對數(shù)據(jù)進行先計算，然后處理，最后比較數(shù)據(jù)，后對產(chǎn)生的氣體先開始進行種類識別，后濃度結(jié)果測量比較。當測量目標濃度過高，便會超過儀器的警報預(yù)設(shè)值，顯示出各個測量目標濃度，警報響起，并自動存儲警報參數(shù)如目標種類，濃度和時間等。當然警報的界點是由用戶事先設(shè)定好，如果沒有產(chǎn)生報警信號，便會顯示各個氣體的成分濃度。根據(jù)測試結(jié)果，對每個指標進行檢測是否合格，最后針對檢測結(jié)果使得外部執(zhí)行部件警報模塊做出相應(yīng)動作。該系統(tǒng)能夠?qū)⑹覂?nèi)環(huán)境溫濕度，目標氣體，粉塵微粒物監(jiān)控，外部執(zhí)行電路依照控制器發(fā)出的信號訊息，逐步做出相應(yīng)電氣動作。系統(tǒng)雖然能檢測室內(nèi)環(huán)境目標對象的濃度兼鳴聲警報，但發(fā)現(xiàn)使用只是用一個或數(shù)個傳感器采集信號具有限制性，會受到特定情況的干擾，如室內(nèi)各種環(huán)境因子相互影響造成測量誤差，傳感器的監(jiān)控目標太少，系統(tǒng)中的警報功能應(yīng)對并沒有真的能調(diào)整監(jiān)控范圍內(nèi)的空氣質(zhì)量，故需要對調(diào)整空氣質(zhì)量的工作上作研究，所以該系統(tǒng)還有大部分能進步。希望不僅是單一檢測空氣中ＰＭ2.5還能同時檢測其他TVOC有毒揮發(fā)物等對人體無益處的污染物，對人體健康起到預(yù)警防護的作用，而且可以時刻調(diào)整空氣情況。傳統(tǒng)的空氣質(zhì)量系統(tǒng)只是檢測，追去氣體濃度的精確度，卻沒有調(diào)整室內(nèi)環(huán)境。隨著經(jīng)濟能力的不斷提高，人們也越來越的擔憂自己的生活地方，特別是室內(nèi)環(huán)境，舒服，健康的同時，也要求具有保健的功能。檢測，報警兼凈化的功能空氣質(zhì)量控制系統(tǒng)設(shè)計是繼承前面檢測部分，加入凈化空氣能力的空氣質(zhì)量控制系統(tǒng)設(shè)計。利用各式傳感器和選定的顯示屏，使用者可以實時了解室內(nèi)空氣質(zhì)量的好壞。當空氣質(zhì)量程度下降到警戒時，由核心微型控制器控制風(fēng)機轉(zhuǎn)動，使污染物通過一層層濾網(wǎng)后被過濾、分解，保證室內(nèi)空氣質(zhì)量始終保持在良好狀態(tài)，保證為人們提供一個更加健康的生活環(huán)境。裝置以微控制器為主要控制核心，實現(xiàn)自動化。通過特定傳感器監(jiān)測空氣溫濕度、粉塵濃度、甲醛等揮發(fā)性有有毒濃度，從而確定室內(nèi)空氣情況。單片機先憑借A/D轉(zhuǎn)換器取傳感器測得的數(shù)據(jù)，然后對目標數(shù)據(jù)作處理后，一方面將數(shù)據(jù)傳輸至顯示器，另一方面將數(shù)據(jù)和設(shè)定的空氣閾值進行對比，控制報警裝置和凈化裝置，使得外圍執(zhí)行部件凈化模塊做出相應(yīng)動作，維持在合理的數(shù)值域之內(nèi)。另外用戶還可以選擇手動設(shè)置，根據(jù)需要修改空氣閾值。1.3本文主要內(nèi)容大氣污染嚴重時，隨著呼吸疾病不斷而來，讓我們打響了警鐘，必須要去優(yōu)化室內(nèi)的環(huán)境，為了減少室內(nèi)環(huán)境的污染。由于室內(nèi)環(huán)境的污染來源具有的復(fù)雜性，并且污染物分類也極其多。外部進入內(nèi)部，內(nèi)部本身有的污染源。為了滿足人們需求，設(shè)計了本系統(tǒng)。目標氣體與傳感器接觸后，產(chǎn)生特定的模擬信號，經(jīng)過A/D轉(zhuǎn)換后傳遞給中央處理器，然后其對數(shù)據(jù)進行運算、比較數(shù)據(jù)后對產(chǎn)生的目標測量值進行種類分別和濃度結(jié)果監(jiān)測。當針對對象濃度過高，便會突破儀器的報警限，產(chǎn)生特定報警，并自動存儲好信息如氣體類型、微粒物濃度和時間等，顯示各個對象的大小濃度，使得執(zhí)行部件凈化模塊做出相應(yīng)動作。系統(tǒng)功能由只能檢測針對某一種，發(fā)展到同時檢測多種目標，又新添了凈化空氣功能和無線遙控，發(fā)展前景開闊。根據(jù)需求，設(shè)計本系統(tǒng)，各個部件綜合之下，完成系統(tǒng)的功能。先確定系統(tǒng)核心方案，微型控制器的選型，選擇系統(tǒng)總體方案，確定好系統(tǒng)的整體框架，最后逐步分析系統(tǒng)某一部分，確定系統(tǒng)部件，正確設(shè)計部件，部件功能正常運行，系統(tǒng)才能實現(xiàn)設(shè)計的目的。系統(tǒng)的部分器件正確的選型，有利于搭建電路，更容易實現(xiàn)系統(tǒng)設(shè)計目的。本文設(shè)計的目的是控制空氣質(zhì)量、環(huán)境監(jiān)測控制，能實時有效的監(jiān)測室內(nèi)空氣質(zhì)量及溫濕度的實時變化情況，并智能控制風(fēng)機系統(tǒng)，空氣處理功能裝置，對室內(nèi)空氣質(zhì)量進行調(diào)節(jié)，藍牙無線遙控，自主開關(guān)加濕器，對室內(nèi)溫濕度進行調(diào)整、控制，始終保持室內(nèi)環(huán)境質(zhì)量良好狀態(tài)?？諝馓幚砉δ苎b置包括由粉塵微粒物過濾裝置、循環(huán)風(fēng)機、構(gòu)成均安裝在風(fēng)管中，循環(huán)風(fēng)機吹出的風(fēng)依次經(jīng)過粉塵微粒物過濾裝置、殺菌分解有機物，循環(huán)風(fēng)機不斷抽取室內(nèi)空氣，反復(fù)循環(huán)粉塵微粒物過濾裝置、殺菌、分解有機物，從而到降低有毒氣體，粉塵濃度，達到凈化目的殺菌，消除異味，系統(tǒng)的凈化功能的核心。在平時，系統(tǒng)主要是起檢測功能，在檢測到空氣質(zhì)量略低，則啟動凈化功能，風(fēng)機風(fēng)速能自主調(diào)節(jié)，能根據(jù)個人，通過按鍵調(diào)節(jié)。保證空氣質(zhì)量，讓保持綠色環(huán)境。本系統(tǒng)的有益效果：能精準控制調(diào)節(jié)空氣質(zhì)量，使室內(nèi)的有毒氣體和粉塵濃度在無需通過大量換氣的情況下就能控制在合格的狀態(tài)，同時轉(zhuǎn)化空氣中的污染物質(zhì)，保護人體健康，提高舒適度。系統(tǒng)實時數(shù)字顯示室內(nèi)VOC氣體濃度和溫濕度數(shù)值，讓用戶可以隨時掌控室內(nèi)空氣環(huán)境質(zhì)量。用戶也可以根據(jù)個人要求自行手動設(shè)定VOC濃度及溫濕度報警參數(shù)，控制器可以根據(jù)用戶設(shè)定的參數(shù)智能運行風(fēng)機設(shè)備，使室內(nèi)空氣質(zhì)量及環(huán)境更貼合個人特定要求。分析系統(tǒng)的整體流程，系統(tǒng)內(nèi)的工作狀態(tài)，由整體到部分，每一部分硬件的工作是怎么樣的一個流程，精準無誤的工作過程，才能讓整體系統(tǒng)順暢運行，達到設(shè)計的期望。1.4本章小結(jié)在選擇了經(jīng)濟的飛速發(fā)展，大氣污染變得越發(fā)嚴重，引發(fā)各種呼吸疾病，室內(nèi)環(huán)境污染來源復(fù)雜，除了室外進入的，還有室內(nèi)本身存在的問題，裝修材料或裝修后空氣中存在苯、甲醛的有毒氣體等，細菌、花粉等多種來源，為了能檢測出污染物濃度，提醒人們，同時自帶凈化空氣功能，而設(shè)計本系統(tǒng)。系統(tǒng)的功能發(fā)展從檢測對象單一，到同時檢測多個，從只能檢測濃度、警報功能，新增凈化、遙控等新功能，實時讓用戶掌握室內(nèi)環(huán)境情況，自動控制空氣質(zhì)量，保持室內(nèi)環(huán)境健康，無線通信人機信息交流，遙控功能更是便捷，前景良好，潛力巨大。

2總體設(shè)計2.1系統(tǒng)的原理針對多種氣體，可吸入微粒物和溫濕度的傳感器在目標氣體與傳感器接觸后，產(chǎn)生特定的模擬信號，在A/D轉(zhuǎn)換后傳遞給中央微處理器，然后它才對數(shù)據(jù)進行比較、處理數(shù)據(jù)后計算，對產(chǎn)生的氣體測量值進類型歸類，識別和濃度結(jié)果計算濃度。當目標物濃度過高，便會越過儀器的警戒線，產(chǎn)生設(shè)定好的警報，并自動儲存報警數(shù)據(jù)如氣體類型、目標濃度和時間等，并向用戶手機上發(fā)送報警記錄，同時顯示濃度，啟動凈化空氣功能，如果沒有產(chǎn)生報警信號，便會實時顯示各個氣體的成分濃度。有測量結(jié)果出來，對每個數(shù)據(jù)進行比較是否合格，最后針對檢測結(jié)果輸出特定脈沖。中央智能控制單元能夠?qū)h(huán)境中的各氣體、濕度、溫度、以及微小粒子的濃度監(jiān)測在合理的范圍之內(nèi)，輸出控制信號，依照控制脈沖控制順序去執(zhí)行相應(yīng)電氣動作。2.2方案論證方案一：以DSP核心設(shè)計，DSP是一款特別的微處理器，芯片的里面是設(shè)計程序和數(shù)據(jù)分開的哈佛結(jié)構(gòu)，設(shè)定專門的硬件乘法器.具有巨大數(shù)據(jù)處理能力和飛快的運行速度，是最頂尖的兩大特色。DSP芯片注重在數(shù)字信號處理的實時性。DSP擁有數(shù)字信號處理器將模擬信號轉(zhuǎn)化成數(shù)字信號，特定用于處理器的高速實時處理。它具有快速、靈活、小功耗、可編程的界面功能。方案二：用單片機為系統(tǒng)的設(shè)計，單片機是把CPU、RAM、ROM在一塊芯片上集成了、定時/計數(shù)器、時鐘、各種功能的串行的并行I/O口。如MCS-51系列單片機等。在基本功能外，有的還集成有D/A、A/D，?具有位處理功能，注重控制和事務(wù)處理功能.本系統(tǒng)設(shè)計不需要復(fù)雜的邏輯功能，只要一定的集成度。普通速度的CPU，只要足夠容量的存儲器以及系統(tǒng)對處理數(shù)據(jù)的速率要求并不高。相比DSP微處理器，單片機擁有足夠功能強大的位操作指令，其自帶程序空間對于本設(shè)計綽綽有余。綜合價格低，開發(fā)條件完備，開發(fā)工具齊全。綜上所述，本系統(tǒng)設(shè)計的主控制器選擇單片機足以。2.3系統(tǒng)的總體設(shè)計本設(shè)計系統(tǒng)通過單片機實現(xiàn)自動控制，循環(huán)風(fēng)機抽取空氣不斷經(jīng)過風(fēng)管，依次經(jīng)過pm2.5過濾裝置、活性炭過濾網(wǎng)，其中風(fēng)機的驅(qū)動基于PWM技術(shù)，溫濕度檢測設(shè)備、氣體傳感器、粉塵傳感器用于檢測室內(nèi)空氣氣體濃度，粉塵微粒物等濃度，溫濕度的變換，凈化模塊用于改善室內(nèi)的空氣質(zhì)量，藍牙裝置用于無線控制輔熱加濕裝置調(diào)整溫濕度，改善室內(nèi)環(huán)境，使人保持良好心情。凈化濾網(wǎng)裝置，過濾pm2.5可吸入微粒物煙塵，消菌殺毒凈化空氣，保證健康的生活環(huán)境。本系統(tǒng)利用循環(huán)風(fēng)機不斷抽取空氣來實現(xiàn)室內(nèi)空氣的流通、過濾、殺菌，按鍵設(shè)置預(yù)設(shè)值，調(diào)整調(diào)整風(fēng)速，液晶顯示器顯示室內(nèi)環(huán)境的狀況，很好的實現(xiàn)人機對話，警報模塊，蜂鳴長響，提醒用戶要小心，主要防護。圖2.1系統(tǒng)總體框圖2.4本章小結(jié)確認系統(tǒng)方案，系統(tǒng)總體運行，功能實現(xiàn)，由傳感器采集數(shù)據(jù)，單片機計算、比較，顯示濃度，最終控制執(zhí)行警報或凈化模塊，根據(jù)原理設(shè)計好系統(tǒng)，由系統(tǒng)要求確認方案，最終確認總體設(shè)計。分析系統(tǒng)的整體流程，系統(tǒng)內(nèi)的工作狀態(tài)，由整體到部分，每一部分硬件的工作是怎么樣的一個流程，精準無誤的工作過程，才能讓整體系統(tǒng)順暢運行，達到設(shè)計的期望。

3硬件設(shè)計本設(shè)計系統(tǒng)設(shè)計是由單片機中央控制模塊，選定A/D轉(zhuǎn)換模塊，特定傳感器模塊空氣凈化模塊，無線遙控模塊組成。單片機計算、處理、比較數(shù)據(jù)，控制風(fēng)機抽取空氣不斷經(jīng)過風(fēng)管，凈化濾網(wǎng)裝置凈化空氣，溫濕度傳感器、氣體傳感器、粉塵傳感器用于檢測室內(nèi)空氣氣體濃度，粉塵微粒物等濃度，溫濕度的變換，藍牙裝置用于無線控制輔熱加濕裝置調(diào)整溫濕度，過濾、殺菌，改善室內(nèi)環(huán)境。本系統(tǒng)利用循環(huán)風(fēng)機不斷抽取空氣來實現(xiàn)室內(nèi)空氣的流通、按鍵設(shè)置預(yù)設(shè)值，調(diào)整調(diào)整風(fēng)速。3.1單片機的選型以及最小系統(tǒng)3.1.1單片機的選型該系統(tǒng)以單片機為核心，進行傳感器進行數(shù)據(jù)采集，單片機計算、處理后生成濃度結(jié)果數(shù)據(jù)，并將數(shù)據(jù)結(jié)果進行對比。當濃度大于設(shè)定室內(nèi)空氣氣體濃度，體內(nèi)可吸入微粒物煙塵等濃度，溫濕度的閾值時，系統(tǒng)會自動報警，并在顯示器顯示此刻的數(shù)值，完成對數(shù)據(jù)的存儲發(fā)出控制電信號，執(zhí)行相應(yīng)的電氣動作。最終完成空氣質(zhì)量的控制。AT89S52單片機，功耗不高、性能強、片內(nèi)設(shè)定通用的８位CPU、加上擁有兩個空閑和掉電模式、掉電后中斷可回復(fù)的功能醒、具有8K字節(jié)內(nèi)存大小系統(tǒng)可編程Flash存儲器。選STC89C52單片機，很適和本系統(tǒng)，設(shè)計操作簡單、方便、快捷、經(jīng)濟。3.1.2單片機最小系統(tǒng)最小系統(tǒng)一般由單片機、電源電路、晶振電路與復(fù)位電路組成，如圖3.1。圖3.1最小系統(tǒng)電路圖電源電路采用5V蓄電池為該系統(tǒng)供電，電壓輸出性能穩(wěn)定。復(fù)位電路的用途：單片機復(fù)位功能部分就好比電器的重啟部分，當電腦在使用中出現(xiàn)卡住，停機，按下重啟按鍵機器內(nèi)部的一切從頭開始運行，工作。單片機同樣原理，當單片機系統(tǒng)本來在工作狀態(tài)中，受到外部各種干擾出現(xiàn)程序跑掉、卡住的時候，按下復(fù)位按鈕內(nèi)部各種工作中狀態(tài)，重新再從頭開始執(zhí)行。51系列單片機要復(fù)位只需要在第9引腳接個高電平持續(xù)2US就可以實現(xiàn)單片機里面設(shè)有一個高增益反相的放大器，用來搭建振蕩器。通常在引腳XTAL2和XTAL1、跨接石英晶體和兩個補償電容一起搭建成自激振蕩器，系統(tǒng)里面的時鐘電路結(jié)構(gòu)如圖2所示，系統(tǒng)使用高12MHz等頻率的石英晶體，而補償電容必定是想選擇30pF大小的瓷片電容。3.2A/D轉(zhuǎn)換器選型方案一：ADC0809是結(jié)構(gòu)設(shè)計CMOS工藝制造的雙列直插式的單片8位A/D轉(zhuǎn)換器。分辨率高達8位，精度達到7位，模擬量輸入通道時帶8個那么多的，在通道地址上設(shè)有譯碼鎖存器，輸出帶安有三態(tài)數(shù)據(jù)鎖存器。選用脈沖啟動方式作為啟動，誤差最大可調(diào)節(jié)為±1LSB。方案二：ADC0832結(jié)構(gòu)上設(shè)有8\t"/item/ADC0832/_blank"位分辨率A/D轉(zhuǎn)換芯片，最高分辨甚至可達256級，幾乎能適應(yīng)一般的模擬量轉(zhuǎn)換所有要求。其內(nèi)部設(shè)計的參考或電壓的復(fù)用電源輸入，芯片的模擬電壓輸入在使得在0~5V左右。才達到32μS芯片轉(zhuǎn)換時間，在數(shù)據(jù)輸入上具有雙數(shù)據(jù)輸出可作為\t"/item/ADC0832/_blank"數(shù)據(jù)校驗，能減少數(shù)據(jù)誤差幾率，轉(zhuǎn)換速度快同時穩(wěn)定性能強。由于在獨立的芯片方面使能輸入，使與其它器件掛接和控制處理器變換上更加方便。因為DI數(shù)據(jù)輸入端存在，所以輕易能實現(xiàn)通道功能的選擇。ADC0832無論是分辨率，還是響應(yīng)時間都遠遠超于ADC0809，優(yōu)選擇方案二。由于CS口使能，低電平芯片使能,CH0的兩大功能是在模擬輸入通道0或是作為IN+/-使用。CH1的重大功能是IN+/-使用，或作為模擬輸入通道1。GND芯片參考0電位（地）。DI數(shù)據(jù)信號輸入，選擇通道控制。DO數(shù)據(jù)信號輸出，轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)輸出。CLK芯片時鐘輸入。Vcc/REF電源輸入及參考電壓輸入（復(fù)用）。圖3.2ADC0832電路圖在一般情況下，ADC0832是用4條數(shù)據(jù)線作為單片機的接口，分別是CLK、DO、CS、DI這4條線。但因為DI引腳端與DO出線端在通信時并未同時有效，與單片機的接口是雙向的，所以當初在設(shè)計時電路可以用DO線和DI線并聯(lián)在一根數(shù)據(jù)線上使用。CS輸入端為高電平而ADC0832未工作時，此時芯片沒有用，DO/DI出線端處和CLK端口的可任意電平。當A/D轉(zhuǎn)換要進行時，在轉(zhuǎn)換還沒完全結(jié)束，CS使能端置于低電平并且要一直保持低電平。此時里面的芯片要開始進行轉(zhuǎn)換工作，在此同時是由處理器向CLK時鐘芯片輸入端進行輸入時鐘脈沖，DI/DO端口則將使用DI端作為輸入通道功能選擇的數(shù)據(jù)信號輸入通道。DI端必須是保持高電平，直到在第1個時鐘脈沖的下沉之前，用于表示啟始信號。但在第2、3個脈沖下沉之前，是用來選擇通道功能。3.3傳感器采集模塊3.3.1粉塵傳感器的選型是利用光散射吸收原理來工作的，將光照射過被檢測區(qū)域的范圍，由于被空氣中的粉塵吸收，光散射，而導(dǎo)致光強減弱，我們可以利用通過測定光在照射過的檢測區(qū)域范圍后，將前后的光強再用來作比較，來測定環(huán)境空氣中粉塵的濃度，由于光源不同，類別主要分紅外粉塵傳感器和激光粉塵傳感器。方案一：紅外粉塵傳感器GP2Y1010AU0F，用來檢測粉塵煙霧等可吸入微粒物可測量最小到0.8微米或以上的微小顆粒物靈敏度：由輸出電平時間的變化前后的程度來看，0.5.5V/0.15mg/m3從輸出的電平的大小的變化來看，可以知道檢出對象物是什么。結(jié)構(gòu)和電路比較簡單，光源為紅外LED光源，在內(nèi)部設(shè)立有光電晶體管在對角位置上放置著，還有紅外射線發(fā)光二極管，由于光敏探測器檢測到反射光的光強不一，根據(jù)脈沖信號的大小判斷粉塵的濃度。方案二：激光粉塵傳感器的結(jié)構(gòu)和電路相對復(fù)雜，根據(jù)激光散射原理來設(shè)計，能夠得到空氣中最小0.3到10微米懸浮可吸入顆粒物濃度，儀器內(nèi)部用的是進口激光器與感光部件，所以數(shù)據(jù)穩(wěn)定可靠；里面還裝有風(fēng)扇，輸出數(shù)字化，集成度高，快速準確響應(yīng)數(shù)據(jù)，更新數(shù)據(jù)頻率高到1Hz分辨率：最小直徑達0.3微米可以分辨顆粒。該系統(tǒng)不需要太高的分辨率，較高的相應(yīng)速度，紅外粉塵傳感器GP2Y1010AU0F足以滿足系統(tǒng)需求，并且可測量微小粒子的量程夠廣泛，結(jié)構(gòu)和電路比較簡單，利于系統(tǒng)設(shè)計，成本低。所以選擇紅外粉塵傳感器GP2Y1010AU0F。圖3.3粉塵傳感器GP2Y1010AU0F電路圖引腳1、6接入電壓5V,2、4引腳接地，輸出引腳5接到ADC的輸入通道上，同時3引腳輸入端要接到AT89C52的IO口P3.4，由51給輸入端提供所要求的脈沖.。3.3.2氣體傳感器的選型方案一：即使MQ135氣體傳感器可同時監(jiān)測多種有害氣體，且監(jiān)測到的結(jié)果是很理想，是一個適合能多種環(huán)境工作的低成本傳感器。二氧化錫(SnO2)電導(dǎo)率較低，是MQ135氣體傳感器用來作為氣敏材料，空氣中污染氣體濃與度它的電導(dǎo)率成正比。根據(jù)這一特性，即可用在電導(dǎo)率的變化時，使用簡單的電路轉(zhuǎn)換，電導(dǎo)率的變化為與該氣體濃度變化時，相對應(yīng)的輸出電壓變化方案二：SGA700D適用于檢測氣體，如苯、甲醛、VOC等1000多種的有機揮發(fā)性毒性氣體，集有多種檢測原理在儀器中，如紅外線，電化學(xué)等，最小檢測量程能達到0-1.5，分辨率最小到0.001，家庭常見的可燃性氣體如甲烷，甲醛分辨率都能達到0.001。高精度，穩(wěn)定性強，誤差率低反應(yīng)靈敏，壽命長，抗外界擾亂能力強。最方便的是支持熱拔插操作功能，兼容不同原理芯片，輸出信號多樣，配有信號轉(zhuǎn)換板，最多能同時插上4個傳感器，統(tǒng)一輸出RS485，RS232，USB轉(zhuǎn)TTL串口信號，而且易于更換。SGA700D不但在檢測對象這方面較廣，分辨率高，更重要的是它兼有多種檢測原理，不會因為溫濕度等環(huán)境因子影響，引起較大誤差，操作方便，成本不高。所以選擇SGA700D。圖3.4氣體傳感器SGA700D電路圖1、2引腳是+5V電壓的正負極，PUTOUT端口用于模擬信號輸出，RX端口是用作TTL接收端（5V電平），TX是作為TTL發(fā)送端（5V電平），2、1端口接線接單片機的電源正負極口處，RX接TXD，TX分別接RXD,OUTPUT接入A/D轉(zhuǎn)換器的模擬輸入通道。3.3.3溫濕度傳感器的選型方案一：是瑞士Scnsirion公司生產(chǎn)出SHT11，一款用于測量溫濕度數(shù)字傳感器芯片，高度集成的特點，將濕度監(jiān)測、溫度檢測、自主信號變換、能進行A／D轉(zhuǎn)換和加熱器多種功能集成到一個芯片上；可靠的傳輸性能，中央處理器是用二線串行數(shù)字的接口與SHT11進行通信的，通過5個5位命令代碼，智能的微處理器能實現(xiàn)對SHT11的控制。方案二：數(shù)字式溫濕度傳感器DHT11的內(nèi)部結(jié)構(gòu)由圖1所示。其中部分是由一個電阻式感濕元件和一個NTC測溫元件組成，用一個高智能的單片機與DHT11相連接。因為該傳感器具有抗干擾能力強、響應(yīng)速度快、性價比好等優(yōu)點。DHT11傳感器每當要出產(chǎn)時，都要在極為精確的濕度校驗室中進行預(yù)校準。把校準系數(shù)按程序的方式儲存在OTP傳感器內(nèi)部，在處理檢測信號的過程中，要調(diào)用哪些校準系數(shù)，就直接取出來。DHT11串行接口方式是采用單線制，所以讓系統(tǒng)集成變得簡單快速。用4針單排引腳方式來封裝產(chǎn)品。其引腳說明如圖3.5所示。圖3.5DHT11數(shù)字式溫濕度傳感器引腳圖DHT11數(shù)字溫濕度傳感器靈敏度，響應(yīng)時間能夠滿足系統(tǒng)需要，校準后，是選用程序的形式將校準系數(shù)存在OTP內(nèi)存里面，所以能減少了誤差，能與單片機相連，電路簡單，連接方便。所以選擇方案二。圖3.6DHT11數(shù)字式溫濕度傳感器連接電路圖數(shù)字式溫度傳感器DHT11選擇雙向接口方式是用串行單線方式，而在微處理器與DHT11之間，選擇用DATA來實現(xiàn)通信與同步，因為單總線數(shù)據(jù)格式的采用，40bit大小為一次完整的數(shù)據(jù)傳輸，先是高位，后低位。DHT11將采集溫濕度信息集轉(zhuǎn)交給單片機進行分析和計算處理，通過使用一個傳感器，將所測數(shù)據(jù)并分別純粹在不同數(shù)組以便顯示。ADC0809是運用CMOS工藝制造的，8位雙列直插式單片A/D轉(zhuǎn)換器。分辨率能達到8位，精度有7位，設(shè)有8條模擬量輸入通道，帶有通道地址譯碼鎖存器，而且輸出帶三態(tài)數(shù)據(jù)鎖存器。運用脈沖啟動方式來作為啟動信號，最大誤差甚至能達到調(diào)節(jié)為±1LSB3.4輸入輸出模塊3.4.1按鍵按鍵部分是本系統(tǒng)中一個必不可少的組成部分，按鍵電路在本系統(tǒng)應(yīng)用設(shè)計中能夠?qū)崿F(xiàn)向單片機輸入數(shù)據(jù)、傳送命令等各種不同的功能，使人們可以更方便快捷的控制單片機，是人機信息交流的重要部分。單片機鍵盤分別有矩陣式鍵盤和獨立鍵盤兩種選擇：雖然矩陣式鍵盤式接法程序比后者較復(fù)雜，但是有占用的I/O少等優(yōu)點，有兩種方式用于程序掃描，一種是全行全列掃描，另一種則稱為逐行全列掃描。獨立按鍵式的單個按鍵電路是選用直接用I/O口線構(gòu)成，其突出點的是每一根I/O口線則被一個按鍵單獨占用，每個I/O口線的狀態(tài)不會被按鍵的工作影響，也不被相鄰的I/O口線，獨立式按鍵擁有軟件上結(jié)構(gòu)簡單，電路上配置靈活等優(yōu)點，但因為每個按鍵必須占用一個I/O口線，因此，按鍵數(shù)目會較多，I/O口線要求數(shù)目多，浪費就會較大，但該系統(tǒng)設(shè)計數(shù)目按鍵不多，所以根據(jù)本設(shè)計的需要這里選用了獨立式鍵盤接法。實現(xiàn)獨立式鍵盤的方法，是根據(jù)利用單片機I/O口讀取口的電平高低變化，來判斷是否有鍵按下。將按一端接一個I/O口，另一實現(xiàn)常開按鍵的一端接地，先必須將此I/O口置于高電平，當程序?qū)㈤_始時，在平時I/O口保護高電平，當無鍵按下時。當有鍵按下時，由于將I/O口與地短路，所以迫使I/O口變?yōu)榈碗娖健Ｔ诎存I釋放后，智能控制器內(nèi)部的設(shè)有的上拉電阻，使得I/O口依然保持在高電平。系統(tǒng)所要做的就是，根據(jù)在程序中查尋此I/O口的電平狀態(tài)變化，就可以知道是否有人動作按鍵動作了。理想的波形是當獨立鍵盤按下去時，端口保持低電平，在上升沿或下降沿的實際操作過程中（即當按鍵和離鍵時，一段微小時間內(nèi)）會出現(xiàn)抖動。通常那是因為通常我們選用按鍵所用的開關(guān)是機械彈性開關(guān)，在機械觸點斷開、閉合那瞬間，由于開關(guān)的機械觸點的彈性作用下，當要閉合時，一個按鍵開關(guān)不會馬上就接通、穩(wěn)定，在斷開時也不會瞬間就徹底斷開，而是在閉合和斷開的那段時間里，伴隨了一連串的抖動，而現(xiàn)有的消抖的方法有兩種，一種是通過硬件：利用電容的充放電特性的原理，來對抖動過程中產(chǎn)生的電壓毛刺進行平滑處理，但是實現(xiàn)消抖效果往往不是如人所愿，因為還增加了成本，使系統(tǒng)電路變得更復(fù)雜。另一種方法是選用軟件消抖：最簡單的消抖原理，就是當單片機檢測到按鍵狀態(tài)有變化后，先等待一個10ms左右的延時時間，讓抖動消失后，再進行一次按鍵狀態(tài)檢測的動作，如果現(xiàn)在檢測到與剛才檢測到的狀態(tài)相同，就可以確認按鍵已經(jīng)穩(wěn)定的動作了，不會出現(xiàn)抖動。圖3.7鍵盤部分電路圖3.4.2顯示LCD1602先接收來自單片機系統(tǒng)處理后的信號，隨后將處理后的結(jié)果顯示，顯示當前的空氣質(zhì)量，系統(tǒng)的運行情況，是人機信息交流不可缺少的一部分。LCD1602做為一款字符型點陣式LCD，用于顯示字母、數(shù)字、符號等是最好的選擇，其顯示容量為為16×2個字符大小，1602LCD一般有采用16腳（帶背光）貨標準的14腳（無背光）的接口方式，VL是液晶顯示器用于對對比度調(diào)整端，在接地時對比度最高，而接正電源時對比度最弱，當對比度過高時屏幕會產(chǎn)生“鬼影”特別現(xiàn)象，可以通過選用一個10K的電位器用作調(diào)整對比度。RS功能是寄存器選擇，不同電平選用不一，當?shù)碗娖綍r則選擇指令寄存器，而高電平時就會選擇數(shù)據(jù)寄存器、。R/W是用作讀寫信號線，會有兩種情況，在低變?yōu)樽x寫信號線，在高電平時則會進行讀操作，反之，高電平時進行讀操作，低電平時進行寫操作。RS和R/W出現(xiàn)不同電平時，功能不一，R/W為高電平時，可以讀忙信號當RS為高電平，當RS和R/W共同為低電平時，可以顯示地址或者寫入指令，當RS為低電平，R/W為低電平時可以寫入數(shù)據(jù)，E端作為使能端，當E端由高電平跳變成低電平時，液晶模塊執(zhí)行命令。表3.1LCD1602引腳說明符號引腳說明符號引腳說明VSS電源地D2數(shù)據(jù)VDD電源正極D3數(shù)據(jù)VL液晶顯示偏壓D4數(shù)據(jù)RS數(shù)據(jù)/命令選擇D5數(shù)據(jù)R/W讀/寫選擇D6數(shù)據(jù)E使能信號D7數(shù)據(jù)D0數(shù)據(jù)BLA背光源正極D1數(shù)據(jù)BLK背光源負極LCD1602最先顯示每7s檢測到濃度與溫濕度的平均值，當超過預(yù)設(shè)值時，啟動凈化功能后，顯示當前值。圖3.8LCD1602電路圖3.4.3警報當檢測到空氣質(zhì)量不達標時，蜂鳴器間息鳴叫，同時亮起LED燈，提醒人們注意。主要是由蜂鳴器、PNP三極管、發(fā)光二極管以及單片機組成。正常情況下，當空氣的質(zhì)量不好時，在C52單片機端口處，處于P2.6I/O端口處輸出的信號為低電平時，系統(tǒng)電路中三極管開始導(dǎo)通，蜂鳴器開始工作產(chǎn)生蜂鳴聲，同時在同一系統(tǒng)電路中的發(fā)光二極管開始點亮，起到警報警示作用。當單片機輸出為高電平時，蜂鳴器和發(fā)光二極管分別不響和不亮，報警部分不工作。圖3.9蜂鳴器電路圖3.5通信與控制模塊3.5.1通信模塊運用藍牙通信技術(shù)和紅外通信技術(shù)進行通信是單片機比較常見的常用的無線通信技術(shù)。紅外線接收部分和發(fā)射部分是紅外通信組成的主要部分，紅外線發(fā)射部分由信息輸入部分鍵盤、單片機信息處理部振蕩器、和發(fā)射出去部分紅外發(fā)光二極管組成。輸入信息指令主要是鍵盤，振蕩器的作用是產(chǎn)生可靠、穩(wěn)妥的頻率信號，智能控制器通過檢查鍵盤上按鍵的狀態(tài)變化，并進行對紅外信號的調(diào)制，發(fā)射出紅外線的是發(fā)光二極管。而能有將接收的紅外線轉(zhuǎn)換成電信號功能的是紅外接收器，能進行解碼的是微控制器，就是通過這樣的途徑，從而能接收、解讀發(fā)送的指令或數(shù)據(jù)，無線通信的目標才能達成。紅外線電磁波因為不能穿透物體，所以不能被擋住，被遮擋，就不能通信，而在使用紅外線的時候，通信儀器的輸入端輸出兩者間應(yīng)保持水平，不能斜，但是由于房間四壁和天花板會反射紅外線，但是不同電子設(shè)備是使用不同的編碼，所以不會干擾到同一環(huán)境的各式電子產(chǎn)品。中心處理器普通I/O端口可被紅外線接收頭直接接入上，利用程序通信掃描的方式進行通信，電路結(jié)構(gòu)簡單、成本低、具有性價比較優(yōu)秀的優(yōu)點，在通信過程使用中，非常依賴紅外光進行信息傳遞，這也是紅外線傳播數(shù)據(jù)信息的核心所在。這一技術(shù)的使用局限性，所以對于外界環(huán)境出現(xiàn)了特定的限制。其次，這項通信技術(shù)的使用，還有一個關(guān)鍵點，必須應(yīng)該保證持續(xù)的信號傳播。萬一信號被中斷或干擾的情況出現(xiàn)在信息傳遞的過程，那么最后的數(shù)據(jù)信息接收到的也是不完整的，降低了最終信號的傳播質(zhì)量。藍牙通信技術(shù)的通信距離一般來說較短，大概在10M左右，擁有低功耗、低成本無線電通信優(yōu)點。能運用在包括手機、無線耳機、PDA、筆記本電腦等等相關(guān)外設(shè)之間通信，無聲無息在眾多設(shè)備之間完成無線信息交換。它利用短程無線電波通道取代專用電纜通道，不但免去儀器相互之間直接連接的麻煩，而且便于人們無時無刻操控，在任意位置地點流動操作。手機終端下載專用APP軟件，通過手機藍牙功能，可以直接連接到集成板上的藍牙集成電路中，從藍牙集成電路的端口，將信息傳送到中央處理器上以無線的方式，成功使用手機終端可以直接有效地對單片機及控制電路進行準確的控制，實現(xiàn)了手機藍牙和單片機的串口間的信息交流的目的。本系統(tǒng)設(shè)計藍牙通信選用HC-06藍牙模塊。藍牙接收信息的集成電路是由和射頻（RF）、鏈路管理(LM)和基帶（BB）幾個部分組成。單片機作為終端，設(shè)計的藍牙接收集成模塊電路，一般由兩個端口接電源，四個接線端，通信藍牙板上端口中RXD與單片機TXD方相連接相連，藍牙板上通信端口中TXD與單片機RXD反相連，應(yīng)相互交叉反連接讀寫端。在正確連接電源后，并先要保證不能接反正負極。決定藍牙模塊自動連接工作后的角色是可以先預(yù)設(shè)好的，想要會自動搜索配對連接的角色，那就是主角色（Master），只被動接受連接的角色，則是從角色（Slave），特點是不會主動搜索，只能被動連接的角色是回環(huán)角色（Loopback），能夠擁有接收遠程藍牙主設(shè)備數(shù)據(jù)功能，并能將數(shù)據(jù)原封不動返回給遠程藍牙主設(shè)備。如果兩個HC06模塊之間要建立信息連接，必須先將其中一個HC06設(shè)置為主角色，而另外一個HC06設(shè)置可以從角色或回環(huán)角色之中選，如果選用一個HC06模塊用于手機藍牙與或者電腦藍牙連接交換信息，通常情況下，用手機或電腦作為主動連接角色，所以HC06一般被設(shè)置為從角色，出廠默認也是設(shè)置為從角色的。圖3.10HC06電路圖3.5.2控制風(fēng)機運轉(zhuǎn)風(fēng)機的作用是不斷抽取空氣，讓空氣中的污染物經(jīng)過風(fēng)管上的濾網(wǎng)，大直徑的污染物被分解，過濾，從而改善空氣，達到凈化最終目的，控制好風(fēng)機的風(fēng)速，就能更有效的凈化空氣。方案一：交流電機，設(shè)計的結(jié)構(gòu)簡單，方便制造產(chǎn)品，質(zhì)量比較牢固，方便制造轉(zhuǎn)速快、大電流、電壓高，擁有大容量的電機，但是存在啟動性和調(diào)速性較差的問題。方案二：直流電機是調(diào)速很方便、維修工作量小、比較便宜、帶有較強過載能力，而且電磁干擾的問題幾乎沒有，但是制造成本比較高，設(shè)有碳刷，可靠性較低、壽命不長、保養(yǎng)維護工作量大、難度較大。直流電機良好的調(diào)速性較符合系統(tǒng)要求，所以選擇方案二。單片機需要使用專門的驅(qū)動芯片來驅(qū)動電機。驅(qū)動芯片的作用就是把單片機的小電流的控制信號轉(zhuǎn)成邏輯上相同的大電流的驅(qū)動源，弱電控制強電。用電機驅(qū)動芯片來驅(qū)動直流電機。L298N是一種用于驅(qū)動電機非反相半橋型驅(qū)動芯片，具有雙H橋結(jié)構(gòu)，每一個H橋可以單獨提供2A大小的電流，供電電壓范圍達到2．6～48．0V的是功率部分的，選用5V用于邏輯部分供電，TTL電平接到5V大小，內(nèi)部結(jié)構(gòu)設(shè)立4通道電路用作邏輯驅(qū)動。無論是單個兩相步進電機還是選用多個直流電機，L298N都能做到簡單驅(qū)動的效果，達到實驗所要求的效果。驅(qū)動芯片L298N上共有15個腳，包括ENA、ENB、IN1～IN4、VCC、GND及OUT1～OUT4等重要驅(qū)動引腳。直流電機旋轉(zhuǎn)的條件必須通過引腳的高低電平來控制。圖3.11L298N電路圖風(fēng)機使用PWM調(diào)速，PWM波的形成可以看作是由單片機通過編程輸出的，也可以看作是脈寬調(diào)制專用芯片的作用，具有無需進行A/D或D/A轉(zhuǎn)換，具有強大的對噪聲抵抗力等優(yōu)點。用PWM來控制直流電機轉(zhuǎn)速，系統(tǒng)主要功能是：實現(xiàn)對直流電機的速度各式調(diào)控如快慢，啟動停下，能夠很便捷對電機進行智能控制。微型控制器C52是用于控制直流電機PWM控制模塊。這部分電路功能是由由中央控制器上的I/O端口、用于外部中斷擴展、數(shù)個定時計數(shù)器等實現(xiàn)，控制直流電機速度的快慢，起停，之所以能實現(xiàn)智能電機的調(diào)速。其間是通過中樞處理器產(chǎn)生脈寬可調(diào)的脈沖信號，并把脈沖輸入到驅(qū)動電機L298N芯片的電路中，所以能控制直流電機的工作狀態(tài)。采用藍牙模塊調(diào)整PWM波的占空比來調(diào)整運行速度。AT89C52選用了HC-06藍牙模塊，其TXD、RXD分別連接在單片機的RXD(P3.0)、TXD(P3.1)接口，利用智能手機自帶的藍牙連接直接通過相應(yīng)的串口助手直接發(fā)送指令進行通信，能夠及時進行加減速操作。我們利用T0定時器每隔0.5ms產(chǎn)生一次中斷，設(shè)定每40次中斷為一個周期，即20ms為一個周期，使P2.6、P2.7產(chǎn)生高電平或低電平。在一個周期內(nèi)PWM為高電平的時間與周期時長之比為占空比，占空比越趨近于1則小車速度值愈高，越趨近于0速度值愈低。3.5.3濾網(wǎng)濾網(wǎng)主要是用來過濾、分解污染物，滅菌改善空氣。一層活性炭過濾網(wǎng)，解決的是一部分的粉塵顆粒和異味，另一層HEPA高效過濾網(wǎng)，主要是過濾0.3微米直徑的微粒物。帶有非常出色的氣體動力性能是活性炭過濾網(wǎng)的特點，\t"/item/%E6%B4%BB%E6%80%A7%E7%82%AD%E8%BF%87%E6%BB%A4%E7%BD%91/_blank"密度較小的體積，\t"/item/%E6%B4%BB%E6%80%A7%E7%82%AD%E8%BF%87%E6%BB%A4%E7%BD%91/_blank"卻大于表面積好幾倍、本身帶有吸附效果很高，\t"/item/%E6%B4%BB%E6%80%A7%E7%82%AD%E8%BF%87%E6%BB%A4%E7%BD%91/_blank"風(fēng)阻系數(shù)不大，微乎其微，活性炭的吸附性能是很出色的，常用在改善空氣方面，對揮發(fā)性有毒化合物甲醛、\t"/item/%E6%B4%BB%E6%80%A7%E7%82%AD%E8%BF%87%E6%BB%A4%E7%BD%91/_blank"苯，還有環(huán)境中本身有的污染物。\t"/item/%E6%B4%BB%E6%80%A7%E7%82%AD%E8%BF%87%E6%BB%A4%E7%BD%91/_blank"空氣阻力非常弱，耗能少，可在調(diào)整好的風(fēng)量下，進行除臭、除異味等工作，第二層由HEPA高效過濾網(wǎng)構(gòu)成，對大于0.1微米以上直徑的微粒物，過濾的效果幾乎可算是百分百，HEPA網(wǎng)的優(yōu)點是在范圍內(nèi)直徑的微粒物，幾乎都被過濾掉，而空氣氣流卻沒有阻礙的通過。這兩層濾膜是凈化空氣功能的核心，當使用時間過長，網(wǎng)上就會積累大量污垢，導(dǎo)致凈化能力下降，必須定時更換清洗。3.5.4控制加濕器加濕器一方面用來降溫，一方面用來調(diào)節(jié)室內(nèi)溫度，是為了保持室內(nèi)良好的溫濕度環(huán)境。單片機要想控制加濕器的開關(guān)，必須間接控制，利用繼電器來實現(xiàn)，控制繼電器作為一種自主電器，它適用于在較遠的距離進行遙控，電路的接通和分斷交，是控制電路直流小容量的一種，在電力驅(qū)動系統(tǒng)中，擁有供控制、信號轉(zhuǎn)換用及保護功能?？刂评^電器的輸入量可以選用電壓、電流等電量，也可以選用是濕度、張力、速度等非電量，觸點動作時，輸出量則是處理器發(fā)出的電信號，或輸出電路各處的參數(shù)變化。單片機作為一個弱電器件，通常工作的情況是，它們大都工作在5V左右，可能更低。選mA級或以下一般作為驅(qū)動電流。要是想把它選用在些大功率場合工作，比如控制電動機或儀器，顯然是沒法工作的。所以，就要間接設(shè)計有一個環(huán)節(jié)來銜接，這個環(huán)節(jié)就是被叫做“功率驅(qū)動”。繼電器驅(qū)動就是一個模板的、簡潔的功率驅(qū)動環(huán)節(jié)。在這個設(shè)計里，繼電器驅(qū)動主要提供兩個功能：一是對繼電器進行驅(qū)動，因為單片機功率小，繼電器本身對于單片機來說就是一個大功率器件;還有使動其他負載可以選繼電器去，例如繼電器用作中間繼電器的驅(qū)動，可以直接進行驅(qū)動接觸器工作，綜上所述，繼電器驅(qū)動用于單片機與其他大功率負載間接接口。繼電器更像一個開關(guān)，單片機像一只手，控制加濕器的啟停。圖3.12單片機控制繼電器電路圖3.6本章小結(jié)依據(jù)系統(tǒng)的設(shè)計，選出最適合的方案，在器件上的選擇不單只看器件的優(yōu)越性能，還要考慮成本，結(jié)構(gòu)，電路的設(shè)計。AT89C52為系統(tǒng)核心，比較、處理、計算數(shù)據(jù)，控制輸出PWM脈沖，粉塵傳感器GP2Y1010AU0F、氣體SGA700D、溫濕度DTH11傳感器把環(huán)境的模擬信號傳入ADC0832轉(zhuǎn)換器中，把模擬信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號，AT89C52處理信息，取每7s的平均值，顯示濃度和溫濕度，與預(yù)設(shè)值比較，大于