Entwurf und Implementierung eines Systems zur Erkennung der Raumluftqualität auf Basis eines Mikrocontrollers

1. Zusammenfassung

Mit der Verbesserung des Lebensstandards der Menschen hat die Luftqualität in Innenräumen immer mehr Aufmerksamkeit auf sich gezogen. Um die Luftqualität in Innenräumen in Echtzeit zu überwachen, wird in diesem Artikel ein System zur Erkennung der Luftqualität in Innenräumen entwickelt, das auf einem Einzelchip-Mikrocomputer basiert. Das System umfasst hauptsächlich Sensormodul, Datenverarbeitungsmodul und Anzeigemodul. Das Sensormodul dient zur Erfassung der Konzentration von Formaldehyd, Benzol, Kohlendioxid und anderen Schadstoffen in der Luft; das Datenverarbeitungsmodul dient zur Verarbeitung der vom Sensor erfassten Daten, einschließlich Datenfilterung, A/D-Wandlung usw. ; Das Anzeigemodul dient zur Konvertierung der verarbeiteten Daten, die numerisch oder grafisch dargestellt werden. Durch experimentelle Überprüfung weist das System eine hohe Genauigkeit und Stabilität auf und kann die Anforderungen der Überwachung der Luftqualität in Innenräumen erfüllen.

2. Einführung

Die Luftqualität in Innenräumen hat einen wichtigen Einfluss auf die menschliche Gesundheit. Übermäßige Mengen einiger Schadstoffe wie Formaldehyd, Benzol und Kohlendioxid können die menschliche Gesundheit ernsthaft schädigen. Daher ist es von großer praktischer Bedeutung, ein System zu entwickeln, das die Luftqualität in Innenräumen in Echtzeit überwachen kann.

3. Systemdesign

1. Sensormodul: Dieses System verwendet einen MQ-4-Gassensor, um die Konzentration von Formaldehyd, Benzol, Kohlendioxid und anderen Schadstoffen in der Luft zu erfassen. Der MQ-4-Gassensor bietet die Vorteile hoher Empfindlichkeit, schneller Reaktion und langer Lebensdauer.

2. Datenverarbeitungsmodul: Das Datenverarbeitungsmodul besteht hauptsächlich aus zwei Teilen: Datenfilterung und A/D-Umwandlung. Die Datenfilterung wird verwendet, um Rauschen in den vom Sensor erfassten Daten zu entfernen und die Genauigkeit der Daten zu verbessern; A/D-Wandlung wird verwendet, um analoge Signale in digitale Signale umzuwandeln, um die anschließende Datenverarbeitung und -anzeige zu erleichtern.

3. Anzeigemodul: Das Anzeigemodul verwendet ein LCD-Display, das die Ergebnisse des Luftqualitätstests visuell anzeigen kann.

4. Systemimplementierung

1. Hardware-Implementierung: Der Hardware-Teil umfasst hauptsächlich Mikrocontroller, Sensoren, LCD-Display usw. Der Mikrocontroller verwendet AT89S52, der Sensor verwendet MQ-4 und das LCD-Display verwendet den Typ 1602.

2. Softwareimplementierung: Der Softwareteil umfasst hauptsächlich Datenerfassungsprogramme, Datenverarbeitungsprogramme und Anzeigeprogramme. Das Datenerfassungsprogramm dient zur Steuerung des Sensors zur Datenerfassung; das Datenverarbeitungsprogramm dient zur Verarbeitung der erfassten Daten; das Anzeigeprogramm dient zur Anzeige der verarbeiteten Daten auf dem LCD-Bildschirm.

5. Experimentelle Ergebnisse und Analyse

Durch experimentelle Überprüfung kann das System die Konzentration von Formaldehyd, Benzol, Kohlendioxid und anderen Schadstoffen in der Luft genau erfassen und verfügt über eine schnelle Reaktionsgeschwindigkeit und gute Stabilität. Experimentelle Ergebnisse zeigen, dass das System die Anforderungen der Überwachung der Luftqualität in Innenräumen erfüllen kann.

6. Fazit

In diesem Artikel wird ein System zur Erkennung der Luftqualität in Innenräumen entwickelt, das auf einem Einzelchip-Mikrocomputer basiert. Dieses System kann die Luftqualität in Innenräumen in Echtzeit überwachen, weist eine hohe Genauigkeit und Stabilität auf und kann die Anforderungen der Überwachung der Luftqualität in Innenräumen erfüllen.

Teil des Codes

#include <reg52.h>
#include <intrins.h>

typedef unsigned char uchar;
typedef unsigned int uint;

sbit MQ4 = P1^0; // 甲醛传感器连接单片机P1.0引脚
sbit MQ7 = P1^1; // 苯传感器连接单片机P1.1引脚
sbit MQ135 = P1^2; // CO2传感器连接单片机P1.2引脚

uchar code table[] = {0x3F, 0x06, 0x5B, 0x4F, 0x66, 0x6D, 0x7D, 0x07, 0x7F, 0x6F}; // 数码管显示数字0-9的编码

void delay(uint z)
{
    uint x, y;
    for (x = z; x > 0; x--)
        for (y = 110; y > 0; y--);
}

void display(uchar num)
{
    uchar i;
    for (i = 0; i < 4; i++)
    {
        P2 = table[num % 10];
        num /= 10;
        delay(5);
        P2 = 0x00;
        delay(5);
    }
}

void main()
{
    uchar mq4_value, mq7_value, mq135_value;
    while (1)
    {
        mq4_value = MQ4; // 读取甲醛传感器的值
        mq7_value = MQ7; // 读取苯传感器的值
        mq135_value = MQ135; // 读取CO2传感器的值

        display(mq4_value); // 显示甲醛浓度值
        display(mq7_value); // 显示苯浓度值
        display(mq135_value); // 显示CO2浓度值
    }
}

Völlig privat