室內(nèi)空氣凈化系統(tǒng)設(shè)計(jì)畢業(yè)論文

1、畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) （論 文）設(shè)計(jì)（論文）題目:_室內(nèi)空氣凈化系統(tǒng)設(shè)計(jì) _單 位（系別）：_自動(dòng)化系_學(xué) 生 姓 名：_陳鑫_專 業(yè)：_電氣工程及其自動(dòng)化_班 級(jí)：_05111202_學(xué) 號(hào)：_2012212368_指 導(dǎo) 教 師：_張姣_答辯組負(fù)責(zé)人：_填表時(shí)間： 2016 年 3 月重慶郵電大學(xué)移通學(xué)院教務(wù)處制重慶郵電大學(xué)移通學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文)開題報(bào)告設(shè)計(jì)(論文)題目 室內(nèi)空氣凈化系統(tǒng)設(shè)計(jì) 學(xué)生姓名 陳鑫 系別 自動(dòng)化系 專業(yè) 電氣工程及其自動(dòng)化 班級(jí) 二班研究基本內(nèi)容、擬解決的主要問(wèn)題研究基本內(nèi)容：設(shè)計(jì)的智能空氣凈化系統(tǒng)可對(duì)室內(nèi)空氣中的粉塵、甲醛、CO2等有毒有害氣體信息實(shí)時(shí)采集，利用過(guò)

2、濾膜過(guò)濾室內(nèi)空氣中的顆粒狀污染物，利用紫外線的照射破壞致病體的DNA 結(jié)構(gòu)達(dá)到消毒滅菌的作用。解決主要問(wèn)題：1、系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)及工作原理2、系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)3、軟件設(shè)計(jì)4、結(jié)果顯示研究方法、步驟及措施研究方法：基于C8051F020 單片機(jī)控制原理的室內(nèi)空氣智能凈化系統(tǒng)。在傳統(tǒng)化學(xué)、物理和紫光燈殺菌凈化原理基礎(chǔ)上，結(jié)合傳感器技術(shù)以及傳感器數(shù)據(jù)采集原理，利用C8051F020 單片機(jī)控制原理，使用工作效率高的交流單相異步電機(jī)，集顯示、觸摸、遙控于一體，完成了室內(nèi)空氣智能凈化系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。步驟及措施：1. 選用單片機(jī)作為主控制器；2. 完成部分模塊的設(shè)計(jì)如溫度檢測(cè)模塊、濕度檢測(cè)模塊、溫濕度顯示模塊、電源模

3、塊、驅(qū)動(dòng)電路模塊、鍵盤輸入模塊和報(bào)警模塊、控制模塊；3. 實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)；4. 用PROTEL軟件完成系統(tǒng)的原理圖設(shè)計(jì)；5. 應(yīng)用仿真軟件Protus實(shí)現(xiàn)模擬。研究進(jìn)度計(jì)劃第1周第4周：查閱資料，完成英文翻譯及整體方案設(shè)計(jì)；第5周第8周：完成系統(tǒng)硬件的設(shè)計(jì)；第9周第11周：完成系統(tǒng)軟件的設(shè)計(jì)；第12周第14周：撰寫論文、修改論文，完成答辯。學(xué)生承諾我保證按照任務(wù)書和開題報(bào)告要求，按時(shí)、按質(zhì)、按量完成畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）工作。學(xué)生簽字 陳鑫 2016 年 2 月 29 日指導(dǎo)教師意見指導(dǎo)教師簽字: 年 月 日備注：此報(bào)告應(yīng)根據(jù)下達(dá)的畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)任務(wù)書，在指導(dǎo)教師的指導(dǎo)下由學(xué)生獨(dú)立撰寫，并于畢

4、業(yè)設(shè)計(jì)(論文)開始后一周內(nèi)完成摘要 由于經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展的同時(shí)，也為經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，環(huán)境污染，人們開始關(guān)注生活環(huán)境的質(zhì)量，隨著工業(yè)的發(fā)展和現(xiàn)代化進(jìn)程的加快，世界的空氣。污染，人們生活和工作的室內(nèi)空氣質(zhì)量。逐漸變得更糟。室內(nèi)空氣污染，不僅嚴(yán)重影響。在我們的生活中威脅著人類的健康。因此，保證身體的健康和良好的工作環(huán)境，各種室內(nèi)空氣凈化器孕育而生，并且種類繁多。目前，市場(chǎng)上應(yīng)用比較廣泛的空氣凈化器主要有紫外光式、機(jī)械過(guò)、靜電式、濾吸附式、負(fù)離子式等。它們通常是困難和昂貴的，并且成本普遍很高。它們主要是基于C8051F020單片機(jī)的智能室內(nèi)空氣凈化系統(tǒng)，以C8051F020 單片機(jī)為控制核心的技術(shù)，結(jié)合過(guò)濾

5、膜和紫外光殺菌技術(shù)，通過(guò)，傳感器的數(shù)據(jù)采集，實(shí)現(xiàn)了對(duì)粉塵、CO2濃度、甲醛的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，在這種模式下，空氣通過(guò)時(shí)會(huì)自動(dòng)關(guān)閉。純凈的空氣質(zhì)量監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的自動(dòng)控制過(guò)程中，在手動(dòng)啟動(dòng)下可以自由選擇的轉(zhuǎn)動(dòng)電機(jī)的速度，結(jié)合3 2 inch TFT 液晶觸摸屏可以提供友好人機(jī)交互界面，方便對(duì)機(jī)器的操作。并根據(jù)和可靠的遠(yuǎn)程控制功能，凈化空氣，過(guò)程控制，當(dāng)系統(tǒng)運(yùn)行的成本，可靠性，也大大提高了。 關(guān)鍵詞：空氣污染 室內(nèi)空氣凈化器 單片機(jī) ABSTRACTDue to the rapid economic development，but also for the economic development，enviro

6、nmental pollution， people began to pay attention to the quality of living environment，with the development of the industry and the acceleration of the process of modernization，the world's air。Indoor air pollution， the quality of people's life and work. Gradually worse. Indoor air pollution，n

7、ot only seriously affected. In our life threatening human health. Therefore，to ensure the health of the body and a good working environment，all kinds of indoor air purifier breed, and a wide variety of。At present，the air purifier is widely used on the market are mainly light and mechanical，electrost

8、atic adsorption， filtration, anion type etc They are usually difficult and expensive，and the cost is very high。 They are mainly based on C8051F020 MCU intelligent indoor air purification system, with C8051F020 microcontroller as the core control technology, combined with UF membrane and UV disinfect

9、ion technology，Through the sensor data acquisition，the realization of the dust， CO2 concentration， real-time monitoring of formaldehyde，in this mode， the air will be automatically closed through。The automatic control process of the pure air quality monitoring data and in the manual start can free ch

10、oice of motor rotation speed，with 3. 2 inch TFT LCD touch screen can provide a friendly human-machine interface，convenient operation of the machine。And reliable remote control functions， clean air，process control，when the cost of system operation, reliability，also greatly improved。Key words: air pol

11、lution Indoor air cleaner singlechip 目 錄前 言1第一章 項(xiàng)目的提出1 1.1 空氣質(zhì)量隱患1 1.2室內(nèi)污染情況1第二章 系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)及工作原理1第三章 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)1 3.1 微控制器選擇1 3.2 氣體傳感器陣列1 3.3 電機(jī)和紫外燈控制電路1 3.4 燈管信號(hào)反饋電路1 3.5 TFT 液晶觸摸顯示1第四章 軟件設(shè)計(jì)1 4.1 軟件總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)1 4.2 控制系統(tǒng)主程序流程1第五章 結(jié)束語(yǔ)1致 謝1參考文獻(xiàn)1附 錄1前言空氣凈化器的含義是指能夠?qū)⒋髿庵械母鞣N雜質(zhì)和污染物吸附、分解和消除的一種空氣潔凈機(jī)。其中可分解和消除的空氣包括PM2.5、毛發(fā)、

12、異味、粉塵、花粉、甲醛之類的裝修污染在內(nèi)的過(guò)敏原和粉塵等都是空氣中必須需要去除的污染物。而空氣凈化器正好可以有效地消除了這樣的污染，改善空氣質(zhì)量的產(chǎn)品之一，它主要使用的地方有室內(nèi)，家庭，商業(yè)，工業(yè)和車輛內(nèi)部等。根據(jù)國(guó)家相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，廣義上對(duì)于空氣凈化器定義是“從空氣中分離并且消除一種或多種污染空氣的設(shè)備。對(duì)空氣中的污染物有一定消除能力的裝置。”  由于經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展的同時(shí)，不可避免的也帶來(lái)的環(huán)境的污染，隨著人民生活水平的提高，人們也對(duì)環(huán)境和生活環(huán)境質(zhì)量逐漸開始關(guān)注，近幾年來(lái)，在空氣中已經(jīng)出現(xiàn)的一些問(wèn)題，比如霧霾、酸雨等問(wèn)題的出現(xiàn)，空氣凈化器這一新型產(chǎn)品也由此開始流行起來(lái)，并

13、且這已成為一種流行的環(huán)保方式。但是現(xiàn)有空氣凈化器的市場(chǎng)比較單一，目前太機(jī)械化的缺點(diǎn)，虛有其表的功能是市場(chǎng)普遍存在的現(xiàn)象。因此，通過(guò)對(duì)現(xiàn)有現(xiàn)象的基礎(chǔ)上進(jìn)行分析，我們必須在現(xiàn)有空氣凈化器系統(tǒng)的基礎(chǔ)上對(duì)其再進(jìn)行設(shè)計(jì)和創(chuàng)新將空氣更好的濾清，其目的就是設(shè)計(jì)出相對(duì)容易使用的產(chǎn)品。本文主要對(duì)室內(nèi)空氣凈化器進(jìn)行分析設(shè)計(jì)，根據(jù)人民的需求針對(duì)內(nèi)部的結(jié)構(gòu)和各部件的工作原理，以及消費(fèi)者對(duì)產(chǎn)品的需求進(jìn)行設(shè)計(jì)和改造。其中包括對(duì)其的系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)及工作原理、系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)、軟件設(shè)計(jì)等諸多問(wèn)題的研究。第一章   項(xiàng)目提出1.1 空氣質(zhì)量隱患根據(jù)近幾年的研究表明，室內(nèi)空氣污染問(wèn)題不容忽視。中

14、國(guó)是世界上的污染物排放大國(guó)，因?yàn)槲覈?guó)房地產(chǎn)的大量出現(xiàn)，大量新房家具的裝修，其中大量的裝潢材料和各式新家具所釋放出來(lái)的化學(xué)氣體所帶來(lái)氣體污染加劇大氣的污染，而且中國(guó)日益劇增的3.6億煙民更是帶來(lái)了非常嚴(yán)峻的二手煙污染問(wèn)題。 聯(lián)合國(guó)環(huán)境規(guī)劃署在2013年發(fā)表的空氣污染和過(guò)早死亡的相關(guān)文件全球未來(lái)環(huán)境展望5強(qiáng)調(diào)的是一些與空氣污染死亡的有關(guān)例子多達(dá)兩百多萬(wàn)。世界衛(wèi)生組織的一份新報(bào)告表明，平均每天由空氣污染造成的死亡的人數(shù)大約在1000左右，這意味著每年約有40萬(wàn)人面臨死亡的威脅，翻閱早期資料可以知道，在2000年的時(shí)候，世界衛(wèi)生組織公布的文件，在未來(lái)大約有6萬(wàn)人死于空氣污染。還要美國(guó)自然科學(xué)

15、院刊（PNAS）在近期發(fā)表的研究報(bào)告也稱，因?yàn)榭諝馐艿絿?yán)重污染人類平均壽命將會(huì)縮短4、5年左右?？傮w而言，種種數(shù)據(jù)表明了，我國(guó)的超標(biāo)嚴(yán)重的空氣污染將給我們帶來(lái)了巨大的生命威脅，降低了我們的生活質(zhì)量，威脅了我們的日常生活。 1.2 室內(nèi)污染情況室內(nèi)是人們學(xué)習(xí)，娛樂(lè)，生活的要場(chǎng)所，據(jù)調(diào)查，大多數(shù)人每天的四分之三的時(shí)間都呆在房間里，所以人們所處的主要場(chǎng)所都在室內(nèi)，隨著社會(huì)的發(fā)展，越來(lái)越多的“宅男宅女”出現(xiàn)，我們更加的應(yīng)該重視室內(nèi)以及封閉空間的空氣質(zhì)量問(wèn)題。在室內(nèi)，比如家庭生活中，污染物主要是裝潢材料所產(chǎn)生的甲醛，粉塵等污染物，家庭裝修中的甲醛潛伏期是三到五年甚至更久，而寵物及身體

16、的毛發(fā)，皮屑，二手煙等污染物也是不容消滅；而在工作環(huán)境中，各類機(jī)器生產(chǎn)所帶來(lái)的化學(xué)污染也非常嚴(yán)重；車內(nèi)室作為更加封閉的密閉空間，更容易產(chǎn)生細(xì)菌，異味等污染物，也是非常需要被改量空氣質(zhì)量的主要場(chǎng)所。第二章 系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)及工作原理 設(shè)計(jì)智能空氣凈化系統(tǒng)可以凈化室內(nèi)空氣中的粉塵，甲醛二氧化碳等有毒有害氣體數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)收集，利用過(guò)濾膜有效的過(guò)濾室內(nèi)空氣中的顆粒狀污染物，利用紫外線的照射能力破壞致病體的DNA 結(jié)構(gòu)達(dá)到滅菌消毒的作用。系統(tǒng)后啟動(dòng)會(huì)分為自動(dòng)模式與手動(dòng)模式兩種，在自動(dòng)模式中會(huì)對(duì)有害的氣體濃度的凈化模式有一般、良好、優(yōu)質(zhì)三種標(biāo)準(zhǔn)，手動(dòng)模式中的三個(gè)電機(jī)分別會(huì)運(yùn)轉(zhuǎn)在低速、中速、高速三種狀態(tài)。啟動(dòng)后，

17、標(biāo)準(zhǔn)對(duì)應(yīng)啟動(dòng)的是低速運(yùn)行檔的電機(jī)，由此類推。在清潔的標(biāo)準(zhǔn)模式，實(shí)現(xiàn)了用戶選擇的處理過(guò)程的自動(dòng)控制，手動(dòng)啟動(dòng)后，用戶可以選擇的發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速，但如果凈化結(jié)束后需要手動(dòng)更換操作。在自動(dòng)模式下處理過(guò)程中如遇到危險(xiǎn)和有害氣體在大氣中的濃度值小于或等于標(biāo)準(zhǔn)值時(shí)，將自動(dòng)停止電機(jī)運(yùn)行，大于標(biāo)準(zhǔn)值時(shí)，電機(jī)會(huì)自動(dòng)啟動(dòng)，實(shí)現(xiàn)了在標(biāo)準(zhǔn)值下室內(nèi)的空氣凈化過(guò)程的智能化控制。在手動(dòng)凈化的過(guò)程中，用戶可選擇在液晶屏上的數(shù)據(jù)進(jìn)行電機(jī)的運(yùn)行速度從而控制空氣質(zhì)量，但系統(tǒng)完成凈化的時(shí)候電機(jī)仍然在運(yùn)轉(zhuǎn)，需要我們手動(dòng)的關(guān)閉系統(tǒng)，或者轉(zhuǎn)換其他功能模式。室內(nèi)的空氣中甲醛或粉塵的濃度連續(xù)六小時(shí)超過(guò)設(shè)定值時(shí)，液晶屏將會(huì)顯示“膜”的提示，這時(shí)用戶

18、要清洗或更換過(guò)濾膜。如果二氧化碳的濃度超過(guò)規(guī)定值時(shí)，液晶屏顯示“用戶打開窗戶”，提示開窗口。同時(shí)主控制的芯片會(huì)用紫外燈的信號(hào)傳送信號(hào)，反饋給電路傳輸信號(hào)判斷紫外燈是否在正常工作。為了實(shí)現(xiàn)對(duì)空氣凈化過(guò)程中的智能化控制，應(yīng)該提高系統(tǒng)的性能與可靠性，采用C8051F020 做為控制核心芯片，系統(tǒng)主要包括氣體的傳感器陣列數(shù)據(jù)采集模塊、電機(jī)與紫外燈驅(qū)動(dòng)控制模塊、紫外燈燈管信號(hào)反饋模塊、TFT 液晶觸摸顯示模塊、紅外遙控和蜂鳴器發(fā)聲裝置等。氣體的傳感器陣列有 DHT11 溫濕度傳感器、 DSM501 粉塵傳感器、 MG811 型CO2傳感器、 MQ138 甲醛氣體傳感器。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖，如圖1所示。圖1 系

19、統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖 第三章 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)3.1 微控制器的選擇目前市面上微處理器種類繁多，C8051F020 是基于高速8051 微控制器內(nèi)核、流水線指令的結(jié)構(gòu)，速度可到達(dá)25Mindication /s，4352字節(jié)的數(shù)據(jù)RAM，64 k字節(jié)可以在線編輯的flash 存儲(chǔ)器，外部64字節(jié)的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器接口。內(nèi)部含有真正12bit100 ksample /s的八通道ADC，真正8字節(jié)500 ksample /s 的8 通道ADC，均可以帶PGA 和模擬的多路開關(guān)，和2 個(gè)12 bit DAC。具有8byte 寬的端口I /O口，可以同時(shí)操作的硬件SMBus( I2CTM 的兼容) ，SPITM 以及兩個(gè)

20、UAT 串口。可有5 個(gè)通用的16 bit 定時(shí)器，可編程的16 bit 定時(shí)器陣列，有5 個(gè)可捕捉模塊。與舊版的51 系列單片機(jī)相比，在相同成本的情況下，可靠性和速度得到了很大提高。3.2 氣體傳感器陣列市面上所流通的空氣凈化器都是能夠識(shí)別多種氣體并且能夠監(jiān)測(cè)室內(nèi)溫濕度，所以在設(shè)計(jì)的系統(tǒng)中我們應(yīng)要設(shè)計(jì)出能夠識(shí)別不同氣體、氣體的溫度和濕度的監(jiān)控系統(tǒng)傳感器。韓國(guó)SYHITECH 專利研發(fā)的產(chǎn)品DSM501 粉塵傳感器，其內(nèi)置的加熱器可以自動(dòng)吸入空氣，采取粒子計(jì)數(shù)的原理，PWM 脈寬調(diào)制輸出，可以靈敏檢測(cè)直徑為1 m 以上的粉塵粒子，并且小巧、質(zhì)量輕，便于安裝和使用。常常應(yīng)用于空氣調(diào)節(jié)器、空氣清洗

21、機(jī)、通風(fēng)設(shè)備以及空氣質(zhì)量檢測(cè)儀上。DSM501 粉塵傳感器的電壓是5 V 的供電，在控制腳和地面之間需要加一個(gè)100K 的電位器，以調(diào)整輸出腳的敏感度MG811 型CO2氣體傳感器對(duì)CO2氣體具有較好的靈敏度和選擇性，受溫度和濕度的突變影響小，具有良好的穩(wěn)定性、重現(xiàn)性。所使用的傳感器電極設(shè)置在固體電解質(zhì)平衡的原理，與大氣中的二氧化碳發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，使傳感器的電極與參考電極間的電勢(shì)差( EMF) 正好符合能特斯方程。由于傳感器的輸出電壓信號(hào)的放大器是微弱的，所以必須經(jīng)運(yùn)放放大電路放大3 倍。 MQ138 甲醛傳感器適合醛類、芳族、醇類和酮類等有機(jī)溶劑的測(cè)定，具有穩(wěn)定性好、壽命長(zhǎng)和較高靈敏度等特點(diǎn)。

22、常應(yīng)用于家庭和環(huán)境的有害氣體的探測(cè)裝置。在檢測(cè)過(guò)程中，檢測(cè)到的空氣中的甲醛濃度越高，傳感器電導(dǎo)率越高。使用這樣的簡(jiǎn)單電路就可以將這種電導(dǎo)率的變化轉(zhuǎn)換成與甲醛濃度相對(duì)應(yīng)的電壓輸出信號(hào)。 環(huán)境中的溫度和濕度也是影響傳感器測(cè)量準(zhǔn)確性的重要環(huán)境因素，所以設(shè)計(jì)的空氣凈化系統(tǒng)應(yīng)采用DHT11 數(shù)字溫濕度傳感器，DHT11 數(shù)字溫濕度傳感器具有單線制串行接口與微處理器通訊和數(shù)據(jù)傳輸?shù)忍攸c(diǎn)。系統(tǒng)中氣體傳感器陣列的數(shù)據(jù)采集主要有數(shù)字信號(hào)和模擬信號(hào)兩種。DSM501 粉塵傳感器和DHT11 數(shù)字溫濕度傳感器輸出的數(shù)字信號(hào)可以直接與C8051F020 的數(shù)字I /O 口連接，MG811 型CO2氣體傳感器和MQ13

23、8 甲醛傳感器的輸出信號(hào)都是模擬量，需經(jīng)過(guò)AD 轉(zhuǎn)換才能應(yīng)用于顯示和控制。如何在這個(gè)系統(tǒng)中的C8051F020 單片機(jī)的片內(nèi)是一個(gè)12 位逐次逼近型ADC，該ADC 能夠可編程轉(zhuǎn)換速率，最大轉(zhuǎn)換速率可達(dá)100 ksample /s，誤差低至±1LSB。系統(tǒng)中8 通道的外部輸入可編程可設(shè)置為8 個(gè)單端輸入或者4 對(duì)差分輸入，可以通過(guò)設(shè)置可編程增益放大器實(shí)現(xiàn)0 5 倍16 倍的放大增益選擇，具有數(shù)據(jù)相關(guān)窗口中斷發(fā)生器，且內(nèi)置溫度傳感器。在AD 初始化中可以通過(guò)輸寫寄存器將AD 設(shè)置成單端輸入，增益為1，采樣率為100 ksample /s，由定時(shí)器3 溢出啟動(dòng)轉(zhuǎn)換，可使能內(nèi)置溫度傳感器、

24、片內(nèi)的參考電壓以及ADC 中斷。氣體傳感器陣列與C8051F020 單片機(jī)的連接如圖2 所示。圖2 氣體傳感器陣列與C8051F020 連接圖3.3 電機(jī)和紫外燈控制電路系統(tǒng)的發(fā)動(dòng)機(jī)和紫外線的控制，是整個(gè)系統(tǒng)的重要組成部分。電機(jī)的風(fēng)扇轉(zhuǎn)動(dòng)是在單片機(jī)的控制下進(jìn)行的。使室內(nèi)空氣的空氣凈化系統(tǒng)形成循環(huán)，工作條件相適應(yīng)的達(dá)到殺菌效果。該系統(tǒng)可分為控制端和控制終端，控制端的操作都是可通過(guò)紅外控制終端來(lái)實(shí)現(xiàn)的。根據(jù)系統(tǒng)的要求，設(shè)計(jì)提供了一個(gè)用來(lái)照射殺菌的紫外燈和3 個(gè)交流的單相異步電機(jī)。且三個(gè)電機(jī)分別對(duì)應(yīng)著低速、中速、高速三種運(yùn)行狀態(tài)。在控制端手動(dòng)模式下用戶能夠根據(jù)在空氣凈化系統(tǒng)顯示下的空氣質(zhì)量數(shù)據(jù)觸摸屏

25、幕進(jìn)行選擇啟動(dòng)不同種運(yùn)行狀態(tài)的電機(jī)?？捎?4 V 的繼電器與三極管構(gòu)成的驅(qū)動(dòng)控制電路分別能與主控芯片的P4.0 P4.3 端口相連接，分別對(duì)低速、中速和高速3 種轉(zhuǎn)速的電機(jī)與紫外燈實(shí)現(xiàn)控制。該系統(tǒng)還可用于氣體傳感器陣列和空氣質(zhì)量數(shù)據(jù)采集模塊的數(shù)據(jù)處理過(guò)程的自動(dòng)調(diào)節(jié)和控制，例如在自動(dòng)模式的一般標(biāo)準(zhǔn)下，系統(tǒng)凈化開始時(shí)主控芯片的P4.2和P4.3 端口將輸出高電平驅(qū)動(dòng)低速的電機(jī)與紫外燈，處理過(guò)程中有毒有害氣體在大氣中的濃度值是小于或等于的一般標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，P4.2 端口將輸出低電平，會(huì)斷開低速電機(jī)回路，低速電機(jī)將停止運(yùn)行，危險(xiǎn)和有害氣體的濃度高于平均值將自動(dòng)重新啟動(dòng)電機(jī)，一般，良好、優(yōu)質(zhì)的凈化標(biāo)準(zhǔn)分別對(duì)應(yīng)

26、的啟動(dòng)電機(jī)的低速、中速和高速。在這樣的自動(dòng)模式下就很好的實(shí)現(xiàn)了室內(nèi)空氣凈化過(guò)程的智能控制。系統(tǒng)的紫外燈和電機(jī)都是采用220 V 供電的標(biāo)準(zhǔn)，其標(biāo)準(zhǔn)性能穩(wěn)定、控制便捷，控制電路如圖3 所示。圖3 電機(jī)和紫外燈控制電路3.4 燈管信號(hào)反饋電路 在設(shè)計(jì)的系統(tǒng)中為了確?？諝鈨艋^(guò)程中的紫外燈能夠正常的工作，設(shè)計(jì)了燈管信號(hào)反饋電路。當(dāng)前的狀態(tài)信號(hào)檢測(cè)是紫外燈管信號(hào)的反饋電路、輸出給C8051F020 的P7 5 端口，如圖4所示，接線端的LAMP_IN 為燈管的狀態(tài)檢測(cè)引腳，選用LM393 構(gòu)成的比較器電路作為紫外燈燈管的反饋信號(hào)的檢測(cè)電路，C8051F020 的P7 5 端口對(duì)接線端LAMP_IN 的

27、狀態(tài)進(jìn)行檢測(cè)，若紫外燈正常工作接線端LAMP_IN 能夠檢測(cè)到高電平，反之則檢測(cè)到的是低電平。圖4 燈管信號(hào)反饋電路3.5 TFT 液晶觸摸顯示 大部分的室內(nèi)空氣凈化器采用LCD12864作為輸出顯示器，其關(guān)鍵是采用傳統(tǒng)的控制方式。本文設(shè)計(jì)的空氣凈化系統(tǒng)是采用集成ILI9320 驅(qū)動(dòng)的3 2inch TFT 的液晶觸摸屏。TFT液晶屏有262144種顏色，分辨率達(dá)到240 像素×320 像素，并且?guī)в杏|摸功能，為系統(tǒng)方便的提供了友好的人機(jī)交互的界面。ILI9320的接口為37 引腳的FPC 軟排線，可以支持i80 /8-bit、i80 /16-bit、VSYNC 以及SPI 等多種通

28、訊模式。系統(tǒng)是采用了i80 /16-bit 模式，其與液晶屏直接連接，ADS7846 是德州儀器生產(chǎn)的一款四線電阻觸摸屏驅(qū)動(dòng)專用驅(qū)動(dòng)芯片，可以自動(dòng)采樣電壓的X軸，Y軸的電壓值，然后可以通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)SPI 協(xié)議發(fā)給MCU，操作便捷，精確度高。對(duì)于當(dāng)釋放和觸摸在按下過(guò)程中存在的抖動(dòng)問(wèn)題，可以通過(guò)軟件進(jìn)行鍵消抖，觸摸屏驅(qū)動(dòng)電路如圖6 所示。圖6 觸摸屏驅(qū)動(dòng)電路第四章 軟件設(shè)計(jì)4.1 軟件總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)根據(jù)功能需求分析和系統(tǒng)設(shè)計(jì)的硬件，室內(nèi)的空氣過(guò)濾系統(tǒng)的要求，程序可分為以下幾個(gè)部分：初始化程序、顯示器控制子程序、傳感器信號(hào)采集處理子程序、定時(shí)子程序、中斷處理子程序、觸摸控制子程序、電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制子程序、紫外

29、燈燈管檢測(cè)子程序、紅外信號(hào)處理子程序、蜂鳴器控制子程序，其總體結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)如圖 7 所示：圖7 控制系統(tǒng)軟件總體設(shè)計(jì)方框圖4.2 控制系統(tǒng)主程序流程 根據(jù)總體的設(shè)計(jì)，各個(gè)模塊處理的子程序都需要依賴于主程序的調(diào)度，共同完成控制系統(tǒng)的功能：主程序流程圖主要有開始、初始化、顯示參數(shù)、允許中斷、判斷模式等。子程序分為手動(dòng)模式和自動(dòng)模式，手動(dòng)模式又可以細(xì)分為：電機(jī)轉(zhuǎn)速選擇、傳感器陣列數(shù)據(jù)采集、啟動(dòng)電機(jī)、啟動(dòng)紫外線、LAWP_IN=1、紫外燈故障、速度切換、自動(dòng)模式切換、結(jié)束。自動(dòng)模式可分為：凈化標(biāo)準(zhǔn)選擇、傳感器陣列數(shù)據(jù)采集、啟動(dòng)電機(jī)、啟動(dòng)紫外線、LAWP_IN=1、紫外燈故障、空氣質(zhì)量是否達(dá)標(biāo)、停止電機(jī)、

30、空氣質(zhì)量是否達(dá)標(biāo)、手動(dòng)模式切換結(jié)束。系統(tǒng)上的電后屏幕會(huì)顯示各種參數(shù)，模式選擇后會(huì)啟動(dòng)運(yùn)行，模式間可以相互切換。第五章 結(jié)束語(yǔ) 文章設(shè)計(jì)的是一種基于C8051F020 單片機(jī)控制原理的室內(nèi)空氣智能凈化系統(tǒng)。在傳統(tǒng)的化學(xué)，物理和紫外線殺菌燈的原則上。很好的結(jié)合了傳感器技術(shù)以及傳感器數(shù)據(jù)的采集原理，并利用C8051F020 單片機(jī)控制原理，采用高效的交流單相異步電機(jī)，集顯示、觸摸、遙控于一體，高效的完成了室內(nèi)空氣系統(tǒng)的智能凈化的設(shè)計(jì)，其設(shè)計(jì)很好的證明了該系統(tǒng)性能的穩(wěn)定性、功能性強(qiáng)、操作簡(jiǎn)單、凈化效率高并且節(jié)能環(huán)保，可以廣泛的用于醫(yī)院、賓館、學(xué)校等人員密集場(chǎng)所或?qū)諝赓|(zhì)量有特別要求地方。致 謝四年的學(xué)習(xí)生活在即將劃上一個(gè)句號(hào)，而于我的人生來(lái)說(shuō)卻僅僅只是一個(gè)逗號(hào)，我將面對(duì)新的征程的開始。本研究及論文是在我的導(dǎo)師XX的親切關(guān)懷和耐心的指導(dǎo)下完成的。偉人、名人固然為我所崇拜，可是我更迫切地想要把我的敬意獻(xiàn)給給一位平凡的人，我的導(dǎo)師張姣老師。也許我不是您最出色的學(xué)生，但您卻是我所最尊敬的老師。您是如此的治學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)，學(xué)識(shí)淵博，視野廣闊，思想深刻，您用心為我營(yíng)造