本文關(guān)鍵詞：低功耗室內(nèi)空氣質(zhì)量檢測(cè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與研究

  更多相關(guān)文章： 智能化空氣檢測(cè) PM2.5傳感器 甲醛傳感器 藍(lán)牙

【摘要】：近年來(lái),空氣質(zhì)量一直是社會(huì)的熱點(diǎn)討論話題,而隨著霧霾天氣越來(lái)越頻繁的出現(xiàn),人們對(duì)空氣質(zhì)量的關(guān)注度越來(lái)越高。此外,隨著人民生活水平的不斷提高,家居裝修、家具及裝飾的更換也越來(lái)越頻繁,隨之而來(lái)的揮發(fā)性有機(jī)化合物等有害氣體也在危害著人們的身體健康,所以,室內(nèi)空氣質(zhì)量問(wèn)題和我們的生活緊密相連,而如何有效地預(yù)防和減少室內(nèi)空氣對(duì)人體的危害也顯得尤為重要。針對(duì)目前市場(chǎng)上室內(nèi)空氣質(zhì)量檢測(cè)產(chǎn)品的價(jià)格昂貴、功能單一以及耗電快等情況,本文以低功耗室內(nèi)空氣質(zhì)量檢測(cè)為切入點(diǎn),研究和設(shè)計(jì)了一種智能化空氣質(zhì)量檢測(cè)系統(tǒng)。本文的室內(nèi)空氣質(zhì)量檢測(cè)系統(tǒng)以STM32F030芯片為核心,重點(diǎn)設(shè)計(jì)外圍硬件電路,包括最小系統(tǒng)電路、各氣體傳感器電路、電源電壓轉(zhuǎn)換電路、電池充電電路、報(bào)警電路、藍(lán)牙模塊電路以及其它輔助電路;根據(jù)藍(lán)牙BLE技術(shù)及其低功耗原理,設(shè)計(jì)了降低功耗電路;根據(jù)各氣體傳感器的工作原理,給出相應(yīng)的算法設(shè)計(jì)以及系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì),該系統(tǒng)可以實(shí)時(shí)檢測(cè)到TVOC氣體、甲醛氣體、PM2.5與溫濕度在空氣中的含量,通過(guò)藍(lán)牙模塊向手機(jī)端發(fā)送數(shù)據(jù),便于人們及時(shí)了解到當(dāng)前空氣質(zhì)量狀態(tài),并做好相應(yīng)的防護(hù)措施。此外,本設(shè)計(jì)在硬件電路設(shè)計(jì)上加入了多點(diǎn)供電電源來(lái)降低系統(tǒng)的功耗;在軟件上合理運(yùn)用MCU的工作模式轉(zhuǎn)換來(lái)降低系統(tǒng)功耗;根據(jù)當(dāng)前測(cè)得空氣狀態(tài)進(jìn)行數(shù)據(jù)分析,加入對(duì)未來(lái)空氣可能持續(xù)的狀態(tài)的評(píng)估算法來(lái)降低系統(tǒng)的功耗。通過(guò)對(duì)室內(nèi)空氣質(zhì)量的實(shí)際檢測(cè)和分析,系統(tǒng)檢測(cè)精確度和靈敏度都達(dá)到了預(yù)期的設(shè)計(jì)要求。
【關(guān)鍵詞】：智能化空氣檢測(cè) PM2.5傳感器 甲醛傳感器 藍(lán)牙
【學(xué)位授予單位】：上海師范大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類(lèi)號(hào)】：X84
【目錄】：

• 摘要2-3
• Abstract3-6
• 第1章 緒論6-11
• 1.1 課題背景和意義6-7
• 1.2 室內(nèi)空氣質(zhì)量監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀7-9
• 1.2.1 國(guó)內(nèi)外室內(nèi)空氣質(zhì)量的危害現(xiàn)狀7-8
• 1.2.2 國(guó)內(nèi)外室內(nèi)空氣質(zhì)量監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的發(fā)展現(xiàn)狀8-9
• 1.3 論文研究的主要內(nèi)容9-11
• 第2章 藍(lán)牙技術(shù)及低功耗設(shè)計(jì)方法分析11-16
• 2.1 藍(lán)牙技術(shù)11-12
• 2.1.1 藍(lán)牙技術(shù)簡(jiǎn)介11
• 2.1.2 藍(lán)牙技術(shù)的特點(diǎn)11-12
• 2.1.3 藍(lán)牙通信的基本原理12
• 2.2 藍(lán)牙 4.0 低功耗原理12-14
• 2.3 低功耗設(shè)計(jì)方法分析14-15
• 2.3.1 半導(dǎo)體工藝特點(diǎn)14
• 2.3.2 影響系統(tǒng)功耗的因素14-15
• 2.4 本章小結(jié)15-16
• 第3章 室內(nèi)空氣質(zhì)量系統(tǒng)的硬件電路設(shè)計(jì)16-26
• 3.1 系統(tǒng)框架16
• 3.2 系統(tǒng)電源硬件設(shè)計(jì)16-19
• 3.2.1 電源芯片17
• 3.2.2 MCU供電電路17-18
• 3.2.3 傳感器的供電電路18-19
• 3.2.4 充電電路19
• 3.3 降低藍(lán)牙模塊功耗的電路設(shè)計(jì)19-21
• 3.4 報(bào)警燈電路設(shè)計(jì)21
• 3.5 MCU周?chē)娐吩O(shè)計(jì)21-25
• 3.5.1 MCU外圍整體電路設(shè)計(jì)21-22
• 3.5.2 PM2.5 傳感器電路設(shè)計(jì)22-23
• 3.5.3 TVOC傳感器電路設(shè)計(jì)23
• 3.5.4 甲醛傳感器電路設(shè)計(jì)23-24
• 3.5.5 溫濕度傳感器電路設(shè)計(jì)24-25
• 3.6 本章小結(jié)25-26
• 第4章 室內(nèi)空氣質(zhì)量系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)26-39
• 4.1 軟件設(shè)計(jì)總體架構(gòu)26-27
• 4.2 低功耗軟件設(shè)計(jì)27-29
• 4.2.1 根據(jù)MCU工作模式的轉(zhuǎn)變降低功耗27-28
• 4.2.2 根據(jù)優(yōu)化代碼質(zhì)量來(lái)降低功耗28-29
• 4.3 各傳感器程序設(shè)計(jì)29-35
• 4.3.1 PM2.5 傳感器模塊原理及程序設(shè)計(jì)29-30
• 4.3.2 TVOC傳感器模塊原理及程序設(shè)計(jì)30-31
• 4.3.3 甲醛傳感器模塊原理及程序設(shè)計(jì)31-32
• 4.3.4 溫濕度傳感器模原理及塊程序設(shè)計(jì)32-35
• 4.4 藍(lán)牙模塊程序設(shè)計(jì)35-37
• 4.4.1 藍(lán)牙模塊通信流程35-36
• 4.4.2 降低藍(lán)牙功耗的軟件設(shè)計(jì)36-37
• 4.5 報(bào)警燈程序設(shè)計(jì)37-38
• 4.6 本章小結(jié)38-39
• 第5章 室內(nèi)空氣質(zhì)量系統(tǒng)測(cè)試與數(shù)據(jù)分析39-45
• 5.1 數(shù)據(jù)采集與分析39-42
• 5.1.1 PM2.5 數(shù)據(jù)采集與分析39-40
• 5.1.2 TVOC數(shù)據(jù)采集與分析40
• 5.1.3 甲醛數(shù)據(jù)采集與分析40-41
• 5.1.4 溫濕度數(shù)據(jù)采集與分析41-42
• 5.2 手機(jī)端數(shù)據(jù)接收42
• 5.3 功耗分析42-44
• 5.4 本章小結(jié)44-45
• 第6章 總結(jié)與展望45-47
• 6.1 總結(jié)45-46
• 6.2 展望46-47
• 參考文獻(xiàn)47-50
• 攻讀學(xué)位期間取得的研究成果50-51
• 致謝51-52

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