基于单片机空气PM2.5浓度检测系统设计

河南科技大学毕业设计（论文）

题目：

毕 业 设 计（论 文）

基于单片机空气PM2.5浓度检测系统设计

河南科技大学毕业设计（论文）

河南科技大学毕业设计开题报告

课题名称 学生姓名 指导教师 于海洋 徐莉萍 基于单片机空气PM2.5浓度检测系统设计 专业班级 职称 机电114 教授 课题类型 课题来源 硬件设计 科研 1. 设计（或研究）的依据与意义 设计的依据： 21世纪的今天，科学技术的发展日新月异，科学技术的进步同时也带动了测量技术的发展，现代控制设备不同于以前，他们在性能和结构发生了翻天覆地的变化。我们已经进入了高速发展的信息时代，测量技术是当今社会的主流，广泛地深入到应用工程的各个领域。 监测PM2.5的原理以及硬件都在明显的改善，软件的简化功能的增加。本课题的背景是根据基于专业的精细的检测仪基础上，来设计便携式的PM2.5检测仪，携带方便，现在具有粉尘传感器，单片机，LCD液晶,及蜂鸣报警器，模拟信号的转化为数字信号，数据采集电路采集PM2.5的浓度值，并由微控制器分析处理数据，最后由液晶显示屏显示相应的结果，小巧的装置可以应对现在人们的监测，以及微机原理的接口技术单片机原理，显示屏的装置技术，信号的转换与放大技术，调

河南科技大学毕业设计（论文）

题目：

毕 业 设 计（论 文）

基于单片机空气PM2.5浓度检测系统设计

河南科技大学毕业设计（论文）

河南科技大学毕业设计开题报告

课题名称 学生姓名 指导教师 于海洋 徐莉萍 基于单片机空气PM2.5浓度检测系统设计 专业班级 职称 机电114 教授 课题类型 课题来源 硬件设计 科研 1. 设计（或研究）的依据与意义 设计的依据： 21世纪的今天，科学技术的发展日新月异，科学技术的进步同时也带动了测量技术的发展，现代控制设备不同于以前，他们在性能和结构发生了翻天覆地的变化。我们已经进入了高速发展的信息时代，测量技术是当今社会的主流，广泛地深入到应用工程的各个领域。 监测PM2.5的原理以及硬件都在明显的改善，软件的简化功能的增加。本课题的背景是根据基于专业的精细的检测仪基础上，来设计便携式的PM2.5检测仪，携带方便，现在具有粉尘传感器，单片机，LCD液晶,及蜂鸣报警器，模拟信号的转化为数字信号，数据采集电路采集PM2.5的浓度值，并由微控制器分析处理数据，最后由液晶显示屏显示相应的结果，小巧的装置可以应对现在人们的监测，以及微机原理的接口技术单片机原理，显示屏的装置技术，信号的转换与放大技术，调

基于51单片机的PM2.5检测仪设计摘要我国现代社会迅速发展，人们也提高了对生活的质量的要求，都想在健康、安逸的环境生活。我国也正在加强生态文明建设，不断减少各种空气污染。PM2.5这种污染物随着雾霾加重被人们数值，由于其颗粒极小，含有高浓度的有毒、有害物质并且具有长时间停留漂浮等特性。尽管近年来雾霾已经大大减少，但对于PM2.5的监测依然不能掉以轻心。

本设计采用STC89C51单片机为控制器件，利用传感器监测大气中颗粒物含量，通过AD 转换器将传感器输出信号处理后传给单片机处理，最终LCD显示含量。系统还可以通过按键进行设置上限值，当浓度超过设定值时将会触发报警。结果表明，该PM2.5检测仪电路简单小巧、检测精度高，具有良好的稳定性，具备良好的实用意义。

关键词STC89C51单片机、空气质量传感器、LCD

第1章引言

1.1 设计背景

步入二十一世纪，我们迎来了多姿多彩、进步迅猛的现代信息社会。人类已经迈入信息社会、正分享着信息丰富迅捷的好处并不断勇于开拓继续向前发展，我们会发现无论是现在还是未来信息的获取、传输与利用将无处不在无时不有，而首要任务就是如何获取准确可靠的信息，其中可以广泛分布感知探测信息的传感器是帮助人们实时获取大量信息的主要途径

封 面

摘要因为空气质量的恶化，阴霾天气现象出现增多，危害现象加重。中国不少地区把阴霾 天气现象并入雾一起作为灾害性天气预警预报。 统称为 “雾霾天气” 。 雾霾主要由 PM2.5、 PM10、 PM0.1 以及重金属镍砷铬铅等颗粒组成。有关雾霾的重大事件层出不穷，如 1952 年伦敦烟雾 事件，伦敦杀人雾在四天内夺走了 4000 多条人命；还有 2013 年初北京肆虐横行的雾霾事件， 轰动一时。因此，对 PM2.5 的测量显得越来越重要。本设计采用 AT89C52 单片机为控制中心， 由 GP2Y1010AU0F 灰尘传感器测量空气粉尘浓度，LCD1602 显示屏显示当前空气粉尘浓度。当 空气中粉尘浓度达到所设定限度启动蜂鸣器自动报警，且能实时对应显示相应的 LED 灯，直 观提醒当前的污染级别。该系统电路简单、工作稳定、集成度高，调试方便，测试精度高， 具有一定的实用价值。 关键字：PM2.5、单片机、粉尘浓度、GP2Y1010AU0F、自动检测

目录第一章、概述 ..........................................................................................

封 面

摘要

因为空气质量的恶化，阴霾天气现象出现增多，危害现象加重。中国不少地区把阴霾天气现象并入雾一起作为灾害性天气预警预报。统称为“雾霾天气”。雾霾主要由PM2.5、PM10、PM0.1以及重金属镍砷铬铅等颗粒组成。有关雾霾的重大事件层出不穷，如1952年伦敦烟雾事件，伦敦杀人雾在四天内夺走了4000多条人命；还有2013年初北京肆虐横行的雾霾事件，轰动一时。因此，对PM2.5的测量显得越来越重要。本设计采用AT89C52单片机为控制中心，由GP2Y1010AU0F灰尘传感器测量空气粉尘浓度，LCD1602显示屏显示当前空气粉尘浓度。当空气中粉尘浓度达到所设定限度启动蜂鸣器自动报警，且能实时对应显示相应的LED灯，直观提醒当前的污染级别。该系统电路简单、工作稳定、集成度高，调试方便，测试精度高，具有一定的实用价值。

关键字：PM2.5、单片机、粉尘浓度、GP2Y1010AU0F、自动检测

目录

第一章、概述 .............................................................................................................

PM2.5检测方法

医药化工学院 化学工程与工艺 学生：胡静雪 学号：0932210070 授课老师：姚俊

摘要：PM是“颗粒物质”的缩写，悬浮在空气中，直径小于等于2.5微米的称为PM2.5，又称细颗粒物。但PM2.5对人体健康威胁更大，极易富集于肺部深处，因此又被称作入肺颗粒物。与较粗大的颗粒物相比，富含更大量的有毒有害物质，而且能在大气中停留更长时间，输送距离也更远，对大气环境及人体健康的影响也更大，是导致黑肺和灰霾天的主要凶手。 关键词：PM2.5；重量法；β射线吸收法；微量振荡天平法

1 引言

10月30日开始，北京连续三天陷入大雾的包围之中，市环保局公布的空气质量却只是“轻度污染”。而在微博上，网友们贴出美国大使馆公布的不断破300的空气污染指数。

双方差距如此之大，主要是因为我国未纳入PM2.5监测。据了解，城市的PM2.5主要来自燃煤发电、工业生产、汽车尾气排放等。在中国大部分地区，特别是华北地区，PM2.5占到了整个空气悬浮颗粒物重量的大半。

环保部门专家表示，将PM2.5列入空气质量指标进行监测，我国技术上并不存在问题，只是“时机不成熟”。对此，相关人士解释称，目前我国PM10的浓度水平还比较高，问题还没得到根本

1 引言

1.1 项目的研究背景

随着人民生活水平的提高和对环境问题及健康问题的日益重视，室内空气品质状况受到越来越多的关注。由于现代生活节奏的加快，人们在起居室、办公室等室内环境的滞留时间越来越长。如果把工作、居住和休闲的时间都加在一起，在西方工业发达国家人们在室内停留的时间己达全天的93%左右，而我国也超过了全天的85%室内空气品质状况直接影响人们的身体健康。恶劣的室内空气是不良建筑物综合症的主要原因。美国环境保护局(EPA)与世界卫生组织(WHO)进行的联合调查表明，有大约20%的美国建筑存在严重的室内空气污染，40%有一定程度的室内空气污染，另40%存在轻微或没有室内空气污染[1]。根据美国环境健康总署的调查，室内主内空气污染常常是室外空气污染浓度的2-3倍，在冬季缺乏通风，使用燃料取暖炉等情况下甚至高达100倍。一般家庭室内可检测到的污染物多达300种，而有68%的人体疾病与室内空气污染有关。美国职业安全及健康局的报告认为，在美国，企业因室内空气恶劣而造成的工时损失平均约每人每日14-15分钟[2]。 1.1.1 气体危害现状

仅以人类自身来说，其日常生活和生产活动都与周围的大气环境密切相关，大气的变化对人类有极大的影响。空气

高教社杯全国大学生数学建模竞赛

承 诺 书

我们仔细阅读了中国大学生数学建模竞赛的竞赛规则.

我们完全明白，在竞赛开始后参赛队员不能以任何方式（包括电话、电子邮件、网上咨询等）与队外的任何人（包括指导教师）研究、讨论与赛题有关的问题。

我们知道，抄袭别人的成果是违反竞赛规则的, 如果引用别人的成果或其他公开的资料（包括网上查到的资料），必须按照规定的参考文献的表述方式在正文引用处和参考文献中明确列出。

我们郑重承诺，严格遵守竞赛规则，以保证竞赛的公正、公平性。如有违反竞赛规则的行为，我们将受到严肃处理。

我们参赛选择的题号是（从A/B/C/D中选择一项填写）：

我们的参赛报名号为（如果赛区设置报名号的话）：

所属学校（请填写完整的全名）： 参赛队员 (打印并签名) ：1. 2. 3.

指导教师或指导教师组负责人 (打印并签名)：

日期： 年月日

赛区评阅

空气中PM2.5问题的研究

摘 要

本文针对日益严重的PM2.5大气污染问题，以收集到的蚌埠市PM2.5情况为主要研究对象，采用相关分析、回归分析、层次分析、微分方程等方法，利用SPSS、MATLAB等软件，建立了AQI基本指标间的相关分析模型，讨论了 PM2.5 与气温的相关关系，研究了蚌埠市 PM2.5的时空分布规律和污染评估，刻画了PM2.5的发生演变规律，构建了PM2.5扩散预测模型，并对所建立的模型进行了合理性检验。

针对问题一要求探究PM2.5的相关因素分析，我们具体做了如下工作：

1.建立了基于多元回归分析的 AQI指标相关性模型。首先对蚌埠市今年以来的AQI基本指标进行了统计分析，初步得到各指标之间的相关关系；然后利用多元线性回归模型，通过F检验、T检验、R2检验等方式进一步确定各指标的相关性。最后将其中四个指标数据设为控制变量，分别得到 PM2.5 与各个指标的偏相关关系。结论是：蚌埠市PM2.5与SO2、NO2，PM10，CO具有显著的相关性，而PM2.5与O3基本独立。

2.研究了 PM2.5与AQI基本检测指标以外成分要素之间的关系。利用互联网收集到蚌埠市今年以来的温度数据，比较分析日均气温中的最高温度、最低

毕业设计(论文)任务书

（2015届）

题 目：PM2.5空气检测仪的设计与制作 专业名称： 应用电子技术 姓 名： 学 号： 班 级： 应用电子技术 指导教师： 2014年09月 22日

目 录

一 绪论 .......................................................1

1.1 前言 ........................................................... 1 1.2 选题背景 ....................................................... 1 1.3 国内外发展状态 ................................................. 2 1.3.1 粉尘测量方法 .....