基于單片機(jī)的pm2.5值檢測儀

1、<p>　　基于單片機(jī)的pm2.5值的檢測儀</p><p>　　【摘要】：本論文基于單片機(jī)的原理開發(fā)的pm2.5值檢測儀。該儀器通過集合單片機(jī)的控制技術(shù)和傳感技術(shù)相結(jié)合的一套設(shè)備。傳感器接收pm2.5的濃度信息通過AD采樣轉(zhuǎn)換由單片機(jī)進(jìn)行讀取最后由LCD屏幕的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)體現(xiàn)形成的一套系統(tǒng)，使人們能簡單清晰實(shí)時(shí)的了解本地的pm2.5值的情況。</p><p>　　【關(guān)鍵詞】：單片機(jī)

2、，pm2.5，傳感器；</p><p>　　[Abstract] : Deploying IP telephony or voice over IP (VoIP) is a major and challenging task for data network researchers and designers. This paper outlines guidelines and a step-by-step

3、methodology on how VoIP can be deployed successfully. The methodology can be used to assess the support and readiness of an existing network. Prior to the purchase and deployment of VoIP equipment, the methodology predic

4、ts the number of VoIP calls that can be sustained by an existing network while satisfying QoS </p><p>　　[Key words]:Network Design，Network Management，VoIP，Performance Evaluation，Analysis，Simulation，OPNET <

5、;/p><p><b>　　目 錄</b></p><p><b>　　前言2</b></p><p><b>　　第1章 緒論3</b></p><p>　　第1.1節(jié) 課題背景3</p><p>　　第1.2節(jié) 國內(nèi)外PM2.5值現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢3

6、</p><p>　　第1.3節(jié) 本課題主要工作4</p><p>　　第2章 系統(tǒng)設(shè)計(jì)總體選擇5</p><p>　　第2.1節(jié) 總體設(shè)計(jì)選擇方案5</p><p>　　第2.2節(jié) 開發(fā)語言選擇5</p><p>　　第2.3節(jié) 傳感器選擇6</p><p>　　第2.4節(jié) MCU選

7、擇7</p><p>　　第3章 檢測儀設(shè)計(jì)8</p><p>　　第3.1節(jié) 硬件設(shè)計(jì)8</p><p>　　第3.2節(jié) 軟件設(shè)計(jì)11</p><p>　　第4章 系統(tǒng)測試15</p><p>　　第4.1節(jié) 測試條件15</p><p>　　第4.2節(jié) 測試過程15</p

8、><p>　　第4.3節(jié) 測試數(shù)據(jù)16</p><p>　　第4.4節(jié) 測試分析16</p><p><b>　　結(jié)論17</b></p><p><b>　　參考文獻(xiàn)17</b></p><p><b>　　致謝18</b></p>

9、<p>　　附錄1：實(shí)物照片說明19</p><p>　　附錄2：部分源程序20</p><p><b>　　前言</b></p><p>　　隨著今年中國國家經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，環(huán)境問題也逐一暴露和產(chǎn)生。其中pm2.5的問題則是最近一段時(shí)間大規(guī)模爆發(fā)的。Pm2.5也叫作細(xì)顆粒，細(xì)粒，等等。是指空氣成分的，微粒物理直徑小于等于2.5

10、微米的顆粒。雖然pm2.5只是大氣成分中非常少的一部分。但它相比于其他顆粒物質(zhì)具有更小的半徑，能輕易進(jìn)入人體呼吸道及肺泡，而人體是對(duì)其沒有任何抵抗能力的，一但人體吸收了pm2.5，這是不可逆的。</p><p>　　Pm2.5顆粒小，相對(duì)大小表面積比更大，活動(dòng)性強(qiáng)，易沾毒性物質(zhì)，而且在空氣中存在時(shí)間長，不容易消除，因此對(duì)環(huán)境和人體健康影響更大，危害更大。Pm2.5的化學(xué)成分主要包括有機(jī)碳（OC),元素碳（EC)，

11、硫酸碳，硝酸碳，鈉鹽，銨鹽等。</p><p>　　顆粒物的成分很復(fù)雜，主要取決于其來源。主要有自然源和人為源兩種，但危害較大的是后者，在學(xué)術(shù)界的分為一次氣溶膠（Primary aerosol）和二次氣溶膠（Secondary aerosol）兩種。細(xì)顆粒物的標(biāo)準(zhǔn)，是由美國在1997年提出的，主要是為了更有效地監(jiān)測隨著工業(yè)化日益發(fā)達(dá)而出現(xiàn)的、在舊標(biāo)準(zhǔn)中被忽略的對(duì)人體有害的細(xì)小顆粒物。細(xì)顆粒物指數(shù)已經(jīng)成為一個(gè)重要的

12、測控空氣污染程度的指數(shù)。</p><p>　　到2010年底為止，除美國和歐盟一些國家將細(xì)顆粒物納入國標(biāo)并進(jìn)行強(qiáng)制性限制外，世界上大部分國家都還未開展對(duì)細(xì)顆粒物的監(jiān)測，大多通行對(duì)PM10進(jìn)行監(jiān)測。</p><p>　　Pm2.5的來源十分廣泛，有自然來源，人為來源和大氣化學(xué)反應(yīng)形成的2次顆粒，其中人為來源更為廣泛和嚴(yán)重，人為來源來自工廠，發(fā)電站，燒荒和汽車，如發(fā)電，冶金，石油，化學(xué)，和紡織

13、等各種國內(nèi)工業(yè)大家過程中排放的煙塵；自然來源來自土壤揚(yáng)塵，火山爆發(fā)，鈉鹽等，如大規(guī)模的火山爆發(fā)和森林燃燒；大氣中的氣態(tài)簽體污染物會(huì)通過大氣反應(yīng)生成二次顆粒物，如</p><p>　　Pm2.5的問題非常的嚴(yán)重，不知不覺我們已經(jīng)無可避免，所以說pm2.5的問題重視和推進(jìn)不容緩慢，本論文也就此問題進(jìn)行一些可提供的探討和研究。</p><p>　　本文的核心思想就是通過單片機(jī)控制技術(shù)和傳感器技術(shù)

14、相結(jié)合，以AT89S52單片機(jī)為核心控制系統(tǒng)，通過GP2Y1010AUOP夏普粉塵傳感器對(duì)實(shí)時(shí)pm2.5的情況的采集、傳輸和讀取。利用LCD顯示技術(shù)實(shí)現(xiàn)數(shù)字化顯示。</p><p><b>　　緒論</b></p><p><b>　　課題背景</b></p><p>　　隨著近來的pm2.5的問題的愈加嚴(yán)重，而pm2.5

15、則是一個(gè)剛興起的環(huán)境問題研究，本人表著研究問題的心態(tài)去探究pm2.5的危害和如何檢測pm2.5的濃度。全球210萬人死于pm2.5濃度的上升，倫敦也在1952年12月5日發(fā)生了全球矚目的事件，即所謂的毒物事件，那場毒物造成了約4000人的死亡，2013年10月17日，世界衛(wèi)生組織下屬的國際癌癥研究機(jī)構(gòu)也發(fā)布報(bào)告，首次認(rèn)為大氣污染對(duì)人類可致癌，并且視其為普遍和主要的環(huán)境致癌物質(zhì)。</p><p>　　所以這是一個(gè)可

16、不容緩的問題研究，我們應(yīng)該重視其發(fā)展和未來，為我們能解決和防止問題再次發(fā)生做積極的行動(dòng)。而本文也會(huì)對(duì)pm2.5的檢測做出一些貢獻(xiàn)。</p><p>　　國內(nèi)外PM2.5值現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢</p><p><b>　　PM2.5發(fā)展現(xiàn)狀</b></p><p>　　首先先是中國的情況，在中國的大部分，特別是工業(yè)集中的地方，比如華北地區(qū)，pm2.5占

17、空氣懸浮顆粒重量的大半。自從中國大規(guī)模爆發(fā)pm2.5問題后，2012年2月，國務(wù)部發(fā)布的《環(huán)境空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》也增加了pm2.5的監(jiān)測指標(biāo)，它采用了世界衛(wèi)生組織設(shè)定的最寬限值，pm2.5年平均濃度和24小時(shí)平均濃度分別為35微克每立方米和75微克每立方米。2012年3月5日，國務(wù)院總理溫家寶在政府工作報(bào)告中指出，中國絕對(duì)不靠犧牲環(huán)境和人民健康來換取發(fā)展和經(jīng)濟(jì)增長，也被稱為“pm2.5新政”。</p><p>　　表

18、1 pm2.5值24小時(shí)平均值標(biāo)準(zhǔn)</p><p>　　國外也十分注重pm2.5的問題，早在20世紀(jì)外國也爆發(fā)了一系列的pm2.5的問題，但隨著國家政策大刀闊斧的改革，問題也逐漸好轉(zhuǎn)。但在最近也有些問題。</p><p>　　表2世界衛(wèi)生組織（WHO)2005年《空氣質(zhì)量準(zhǔn)則》</p><p><b>　　PM2.5發(fā)展趨勢</b></p

19、><p>　　Pm2.5是一個(gè)嚴(yán)重的環(huán)境問題，我國也準(zhǔn)備擬定一系列法律法規(guī)來解決這些問題。環(huán)境保護(hù)部副部長吳曉青在2012年3月2日的國務(wù)院新聞發(fā)布會(huì)上的也表態(tài)，環(huán)保部正在組織編制重點(diǎn)區(qū)域大氣污染防治規(guī)劃，從2011年—2015年，在改善城市空氣質(zhì)量的基礎(chǔ)上，重點(diǎn)解決pm2.5的區(qū)域大氣污染問題。區(qū)域大氣污染防治規(guī)劃出臺(tái)后，大氣污染治理的整體需求和方向會(huì)很明確，任務(wù)也會(huì)很明確了。</p><p&g

20、t;　　國家也會(huì)在2016年擬定新的空氣質(zhì)量準(zhǔn)則。</p><p>　　表3中國擬于2016年實(shí)施的《空氣質(zhì)量準(zhǔn)則》</p><p>　　我國也會(huì)學(xué)習(xí)外國的經(jīng)驗(yàn)，外國在這一條治理pm2.5的路上走的更遠(yuǎn)，我們應(yīng)該學(xué)習(xí)。國外的一些經(jīng)驗(yàn)和實(shí)踐會(huì)讓我國受益匪淺。</p><p>　　國外也正在進(jìn)行一系列的研究和探討，期望找到更規(guī)范的定義和更準(zhǔn)備的解決方案。</p&g

21、t;<p><b>　　本課題主要工作</b></p><p>　　Pm2.5的問題如此嚴(yán)重，而pm2.5值的測定卻有很大的局限性，縱使國家也對(duì)pm2.5十分重視，地方也會(huì)有各種各種的pm2.5的檢測報(bào)告，我們?cè)诰W(wǎng)上也能找到各種各樣各地的pm2.5值的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，但這就像天氣預(yù)報(bào)一樣有很大的局限性，就像北京面積這么大，而pm2.5測值的地方卻也有局限性，更不用說，民眾對(duì)國家某些數(shù)

22、據(jù)的不信任。我也表示十分遺憾，所以我擬定一個(gè)課題。即可以便攜測量pm2.5的儀器。</p><p>　　在這里我會(huì)學(xué)以所用，通過我大學(xué)4年來學(xué)習(xí)的各種技能和知識(shí)，來自己解決這個(gè)問題。也符合我校學(xué)以致用的校訓(xùn)。</p><p><b>　　系統(tǒng)設(shè)計(jì)總體選擇</b></p><p><b>　　總體設(shè)計(jì)選擇方案</b><

23、;/p><p>　　本次課題的總體設(shè)計(jì)便是利用傳感器檢測pm2.5的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，經(jīng)過a/d轉(zhuǎn)換，由芯片進(jìn)行處理數(shù)據(jù)，再由d/a轉(zhuǎn)換由顯示器顯示實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)。再通過一系列的額外配置，及電源和開關(guān)的細(xì)節(jié)處理，總體設(shè)計(jì)出符合要求和功能基本完整的一套設(shè)計(jì)。</p><p>　　圖2-1總體設(shè)計(jì)方案</p><p><b>　　開發(fā)語言選擇</b></p&g

24、t;<p>　　方案一：采用java開發(fā)環(huán)境</p><p>　　Java是一種可以跨平臺(tái)的一種程序設(shè)計(jì)語言，具有卓越的通用性和簡單安全性和高效率性，同時(shí)擁有全球最大的開發(fā)者專業(yè)群和交流平臺(tái)。但java還是擁有其明顯的缺點(diǎn)，其一就是本專業(yè)沒有接觸過java重頭開始學(xué)也比較時(shí)間和人力，而且運(yùn)行速度慢，不能更接近操作系統(tǒng)，有時(shí)候比別的代碼語言長。有明顯的缺點(diǎn)。</p><p>　

25、　方案二：采用c++開發(fā)環(huán)境</p><p>　　VC++它使用C語言編程，程序結(jié)構(gòu)主要由分支語句、順序語句和循環(huán)語句等構(gòu)成。一個(gè)龐大的軟件系統(tǒng)主要是由一個(gè)主程序和若干個(gè)子程序組成。而使用C語言編程，編譯效率高，對(duì)于學(xué)過的人來說比較方便，但是當(dāng)程序?qū)懙阶銐蜷L時(shí)，結(jié)構(gòu)不夠清晰，不僅容易出錯(cuò)還不易檢查除語法之外的錯(cuò)誤原因。另外，人機(jī)界面的也設(shè)計(jì)需要相對(duì)來說較長的開發(fā)周期，后期維護(hù)也存在一定困難。相比于其他的開發(fā)環(huán)境，

26、有一定的優(yōu)越性。所以我選擇了c++作為上位機(jī)的軟件選擇。</p><p><b>　　傳感器選擇</b></p><p>　　方案一：使用KFC-A1/V1/R4系列</p><p>　　使用KFC-A1/V1/R4系列。能測量0.5um/1um/2.5um以上顆粒物，供電電壓為DC24V（22V到26V）。傳感器穩(wěn)定時(shí)間為接通電源約1分鐘，不

27、能相對(duì)的實(shí)時(shí)測量，價(jià)格相對(duì)較高，難入手。</p><p>　　方案二：使用夏普GP2Y1010AU0F粉塵傳感器</p><p>　　使用夏普GP2Y1010AU0F粉塵傳感器。Sharp's GP2Y1010AU0F 是一款光學(xué)空氣質(zhì)量傳感器，設(shè)計(jì)用來感應(yīng)空氣中的塵埃粒子，其內(nèi)部對(duì)角安放著紅外線發(fā)光二極管和光電晶體管，使得其能夠探測到空氣中塵埃反射光。該傳感器具有非常低的電流消耗

28、。該傳感器輸出為模擬電壓，其值與粉塵濃度成正比。可測量0.8微米以上的微小例粒子。體積小，重量輕，便于安裝。所以我選擇夏普GP2Y1010AU0F粉塵傳感器。圖2-2便是夏普GP2Y1010AU0F粉塵傳感器。圖2-3是該款夏普粉塵傳感器的原理圖。</p><p>　　靈敏度0.5V/0.1mg/m3</p><p>　　尺寸46.0 × 30.0 × 17.6 mm)

29、</p><p>　　圖2-2夏普GP2Y1010AU0F粉塵傳感器</p><p>　　圖2-3夏普GP2Y1010AU0F粉塵傳感器內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖</p><p><b>　　MCU選擇</b></p><p>　　方案一：采用ARM系統(tǒng)</p><p>　　使用基于ARM Cortex-M3為內(nèi)

30、核的EasyARM1138單片機(jī)，它有八個(gè)通道的10位ADC，使用簡單且功耗低，體積小，高性能。大量使用寄存器，執(zhí)行指令速度更快，指令長度固定，尋址靈活，執(zhí)行效率高等一系列優(yōu)點(diǎn)。但其加個(gè)相對(duì)來說比較高，一個(gè)簡單的功能雖然也能實(shí)現(xiàn)，但總有點(diǎn)大材小用。</p><p>　　方案二：FPGA,CPLD等大規(guī)模可編程邏輯控制器件</p><p>　　使用FPGA,CPLD等大規(guī)?？删幊踢壿嬁刂破骷?/p>

31、，其時(shí)鐘頻率高，運(yùn)算速度快，但不合適該制作。無論成本還是其他操作控制上的問題其都與單片機(jī)無明顯競爭力，所以本方案不采用。</p><p>　　方案三：采用52單片機(jī)系統(tǒng)</p><p>　　52單片機(jī)是51單片機(jī)的升級(jí)強(qiáng)化版本。52單片級(jí)它從內(nèi)部的硬件到軟件有一套完整的處理器，它的處理對(duì)相不是字、節(jié)而是位。其成本相對(duì)較低，而且操作簡單，但速度慢，片內(nèi)空間不足，資源少，難以實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的操作，而

32、本設(shè)計(jì)不需要復(fù)雜的程序來運(yùn)行，而且考慮本設(shè)計(jì)所以要的成本，故我選擇52單片機(jī)作為系統(tǒng)。</p><p><b>　　檢測儀設(shè)計(jì)</b></p><p><b>　　硬件設(shè)計(jì)</b></p><p><b>　　總體規(guī)劃</b></p><p>　　該系統(tǒng)采用夏普GP2Y1010

33、AU0F粉塵傳感器進(jìn)行測量，得出模擬信號(hào)，再進(jìn)行放大，然后送入單片機(jī)進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換處理和數(shù)據(jù)的處理。再有D/A轉(zhuǎn)換通過LCD顯示。</p><p><b>　　主控制器電路</b></p><p>　　主控電路是51單片機(jī)，其外圍電路非常的簡單，只需要加上電源和晶振電路就行了。</p><p><b>　　圖3-1引腳結(jié)構(gòu)</b

34、></p><p><b>　　圖3-2晶振結(jié)構(gòu)</b></p><p><b>　　顯示電路</b></p><p>　　我們用到的是1602液晶模塊。它的連線引腳如圖3-1-3-1.</p><p>　　第1腳：VSS為電源地該引腳接總系統(tǒng)地線。</p><p>　

35、　第2腳：VDD為接5V電源正極可接移動(dòng)電源的5Vusb電源腳。</p><p>　　第3角：V0為液晶顯示器對(duì)比度調(diào)整端，接正電源時(shí)對(duì)比度最弱，接地電源時(shí)對(duì)比度最高。</p><p>　　第4腳：RS為寄存器選擇，高電平1時(shí)選擇數(shù)據(jù)寄存器、低電平0時(shí)選擇指令寄存器。</p><p>　　第5腳：RW為讀寫信號(hào)線，高電平(1)時(shí)進(jìn)行讀操作，低電平(0)時(shí)進(jìn)行寫操作。

36、</p><p>　　第6腳：E(或EN)端為使能(enable)端。</p><p>　　第7~14腳：D0～D7為8位雙向數(shù)據(jù)端。</p><p>　　第15~16腳：空腳或背燈電源。15腳背光正極，16腳背光負(fù)極。</p><p>　　圖3-3 1602液晶引腳</p><p>　　液晶模塊的讀操作時(shí)序圖如圖3-

37、4。</p><p>　　圖3-4讀操作時(shí)序圖</p><p>　　液晶模塊的寫操作時(shí)序圖如圖3-5。</p><p>　　圖3-5寫操作時(shí)序圖</p><p><b>　　傳感器連線</b></p><p>　　使用夏普GP2Y1010AU0F_粉塵傳感器。Sharp's GP2Y101

38、0AU0F 是一款光學(xué)空氣質(zhì)量傳感器，設(shè)計(jì)用來感應(yīng)空氣中的塵埃粒子，其內(nèi)部對(duì)角安放著紅外線發(fā)光二極管和光電晶體管，使得其能夠探測到空氣中塵埃反射光。該傳感器具有非常低的電流消耗。該傳感器輸出為模擬電壓，其值與粉塵濃度成正比，其連線圖如圖3-6。</p><p>　　圖3-6夏普GP2Y1010AU0F_粉塵傳感器連線圖</p><p>　　粉塵傳感器引腳如圖3-7。</p>

39、<p>　　圖3-7粉塵傳感器引腳</p><p><b>　　軟件設(shè)計(jì)</b></p><p><b>　　軟件結(jié)構(gòu)</b></p><p>　　該程序主要有5個(gè)模塊，初始化模塊，顯示模塊，開關(guān)模塊，AD模塊和數(shù)據(jù)處理模塊塊。各個(gè)模塊都有它們自個(gè)的功能和應(yīng)用。</p><p><b

40、>　　圖3-8軟件結(jié)構(gòu)</b></p><p><b>　　軟件設(shè)計(jì)</b></p><p>　　在PROTEUS繪制好原理圖后，調(diào)入已編譯好的目標(biāo)代碼文件：*.HEX，可以在PROTEUS的原理圖中看到模擬的實(shí)物運(yùn)行狀態(tài)和過程。</p><p>　　PROTEUS不僅可將許多單片機(jī)實(shí)例功能形象化，也可將許多單片機(jī)實(shí)例運(yùn)行過程

41、形象化。前者可在相當(dāng)程度上得到實(shí)物演示實(shí)驗(yàn)的效果，后者則是實(shí)物演示實(shí)驗(yàn)難以達(dá)到的效果。</p><p>　　它的元器件、連接線路等卻和傳統(tǒng)的單片機(jī)實(shí)驗(yàn)硬件高度對(duì)應(yīng)。這在相當(dāng)程度上替代了傳統(tǒng)的單片機(jī)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的功能，例：元器件選擇、電路連接、電路檢測、電路修改、軟件調(diào)試、運(yùn)行結(jié)果等。</p><p>　　課程設(shè)計(jì)、畢業(yè)設(shè)計(jì)是學(xué)生走向就業(yè)的重要實(shí)踐環(huán)節(jié)。由于PROTEUS提供了實(shí)驗(yàn)室無法相比的大

42、量的元器件庫，提供了修改電路設(shè)計(jì)的靈活性、提供了實(shí)驗(yàn)室在數(shù)量、質(zhì)量上難以相比的虛擬儀器、儀表，因而也提供了培養(yǎng)學(xué)生實(shí)踐精神、創(chuàng)造精神的平臺(tái)</p><p>　　隨著科技的發(fā)展，“計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)”已成為許多設(shè)計(jì)部門重要的前期設(shè)計(jì)手段。它具有設(shè)計(jì)靈活，結(jié)果、過程的統(tǒng)一的特點(diǎn)。可使設(shè)計(jì)時(shí)間大為縮短、耗資大為減少，也可降低工程制造的風(fēng)險(xiǎn)。相信在單片機(jī)開發(fā)應(yīng)用中PROTEUS也能茯得愈來愈廣泛的應(yīng)用。</p>

43、<p>　　使用Proteus 軟件進(jìn)行單片機(jī)系統(tǒng)仿真設(shè)計(jì)，是虛擬仿真技術(shù)和計(jì)算機(jī)多媒體技術(shù)相結(jié)合的綜合運(yùn)用，有利于培養(yǎng)學(xué)生的電路設(shè)計(jì)能力及仿真軟件的操作能力；在單片機(jī)課程設(shè)計(jì)和全國大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競賽中，我們使用 Proteus 開發(fā)環(huán)境對(duì)學(xué)生進(jìn)行培訓(xùn)，在不需要硬件投入的條件下，學(xué)生普遍反映，對(duì)單片機(jī)的學(xué)習(xí)比單純學(xué)習(xí)書本知識(shí)更容易接受，更容易提高。實(shí)踐證明，在使用 Proteus 進(jìn)行系統(tǒng)仿真開發(fā)成功之后再進(jìn)行實(shí)際制作，能極

44、大提高單片機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)效率。因此，Proteus 有較高的推廣利用價(jià)值。</p><p>　　目前Proteus的最新版為8.0,ARM cortex處理器被增加，在7.10中已經(jīng)增加DSP系列（TMS320）。</p><p>　　Proteus可提供的仿真元器件資源：仿真數(shù)字和模擬、交流和直流等數(shù)千種元器件，有30多個(gè)元件庫。</p><p>　　Proteus可

45、提供的仿真儀表資源 ：示波器、邏輯分析儀、虛擬終端、SPI調(diào)試器、I2C調(diào)試器、信號(hào)發(fā)生器、模式發(fā)生器、交直流電壓表、交直流電流表。理論上同一種儀器可以在一個(gè)電路中隨意的調(diào)用。</p><p>　　除了現(xiàn)實(shí)存在的儀器外，Proteus還提供了一個(gè)圖形顯示功能，可以將線路上變化的信號(hào)，以圖形的方式實(shí)時(shí)地顯示出來，其作用與示波器相似，但功能更多。這些虛擬儀器儀表具有理想的參數(shù)指標(biāo)，例如極高的輸入阻抗、極低的輸出阻抗。

46、這些都盡可能減少了儀器對(duì)測量結(jié)果的影響。</p><p>　　Proteus可提供的調(diào)試手段 Proteus提供了比較豐富的測試信號(hào)用于電路的測試。這些測試信號(hào)包括模擬信號(hào)和數(shù)字信號(hào)。</p><p>　　經(jīng)過反復(fù)的調(diào)試和檢查匯編沒有錯(cuò)誤的情況后，將生成的51單片機(jī)的可執(zhí)行的HEX文件。然后用51開發(fā)板想匹配的燒錄軟件把hex寫入51單片機(jī)中。</p><p>　　

47、圖3-9protuse仿真過程</p><p>　　圖3-10 單片機(jī)燒錄軟件界面</p><p><b>　　系統(tǒng)測試</b></p><p><b>　　測試條件</b></p><p>　　由便攜帶的電源提過的一個(gè)5V的直流電壓來保證工作電壓，為了檢測儀器的正確性，我制造了幾個(gè)密閉的透明盒子，

48、保證其密閉性和可感測性和充分的氧氣。里面分別有不同質(zhì)量的秸稈燃燒后的空氣殘留，并進(jìn)行逐一的檢測。</p><p>　　圖4-1 密閉的玻璃箱</p><p><b>　　圖4-2 移動(dòng)電源</b></p><p><b>　　測試過程</b></p><p>　　測試過程非常的重要，這關(guān)乎到該儀器的

49、精確度。經(jīng)過研究和探討我會(huì)一次按照下面的步驟進(jìn)行測試。</p><p><b>　　連接電路和測試設(shè)備</b></p><p><b>　　打開電源控制開關(guān)</b></p><p>　　分別燃燒5個(gè)不同質(zhì)量的秸稈在密閉玻璃箱內(nèi)</p><p>　　依次放入pm2.5測試儀</p>&l

50、t;p><b>　　分別記錄數(shù)據(jù)</b></p><p><b>　　處理數(shù)據(jù)</b></p><p><b>　　關(guān)閉電源</b></p><p><b>　　測試數(shù)據(jù)</b></p><p>　　隨著正確和有效的測量方法和過程。取得了很多重要的數(shù)

51、據(jù)和結(jié)果，我實(shí)時(shí)的記錄了各次測量的數(shù)據(jù)。下面的圖便是多次測量取得的數(shù)據(jù)和結(jié)果。</p><p><b>　　表4 第1次測量</b></p><p><b>　　表5 第2次測量</b></p><p><b>　　表6 第3次測量</b></p><p><b>　

52、　表7 第4次測量</b></p><p><b>　　表8 第5次測量</b></p><p><b>　　測試分析</b></p><p>　　隨這進(jìn)行了多次的測量，產(chǎn)生了大量的數(shù)據(jù)，我們必須對(duì)這么數(shù)據(jù)進(jìn)行分析和探討，實(shí)驗(yàn)的測量和進(jìn)行必不可少的便是誤差的存在，無法改變的系統(tǒng)誤差和可改進(jìn)的人為誤差都會(huì)存在。&

53、lt;/p><p>　　多次測量后，儀器的誤差不大，在可以接受的范圍之內(nèi)，可以使用。而出現(xiàn)的數(shù)據(jù)越來越大，可能是上次燃燒的殘留空氣沒有清干凈，會(huì)注意到這些問題，以后多加該進(jìn)。</p><p><b>　　結(jié)論</b></p><p>　　本設(shè)計(jì)中，對(duì)基礎(chǔ)電子原件各種方面的連接和使用的基礎(chǔ)上，進(jìn)行了可接受的組合，使其可以符合本設(shè)計(jì)的要求，這種組合是可

54、以模仿學(xué)習(xí)和參考的，我們可以通過去體會(huì)生活中的一些問題，來提出解決方法和思考，這樣我們會(huì)收益很多。PM2.5是一個(gè)中國新興的環(huán)境問題，我們需要迫切的關(guān)注，當(dāng)然我所設(shè)計(jì)的pm2.5值的檢測儀器也基本能滿足生活中的實(shí)時(shí)測量pm2.5的值，雖然有一點(diǎn)不完美，但是我相信在未來，在我們大家共同的學(xué)習(xí)研究下，沒有攻不破的難題，會(huì)解決這些問題，讓我們的生活更加完美，讓環(huán)境越來越來好，讓身體越來越健康。</p><p><

55、b>　　參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　中華人民共和國國家標(biāo)準(zhǔn)，GB 3095—2012.環(huán)境空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn).2012-02-29發(fā)布.</p><p>　　張俊漠.單片機(jī)中級(jí)教程:原理與應(yīng)用[M].北京:北京航空航天大學(xué)出版社,2006，10.</p><p>　　趙娜.基于51單片機(jī)的溫度測量系統(tǒng)[M].西南石油大學(xué)，2009：66~69.

56、 </p><p>　　鄭德忠.紅外吸收粉塵傳感器的設(shè)計(jì)[M].燕山大學(xué)測試計(jì)量技術(shù)及儀器河北省重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，2012.</p><p>　　韓錚.黑龍江省PM2．5監(jiān)測現(xiàn)狀及結(jié)果分析[M].黑龍江大學(xué)，2013-01-12.</p><p>　　劉睿鑫、張?jiān)?、曹貫?qiáng).基于單片機(jī)的家庭CO和甲烷泄漏的檢測、報(bào)警與排氣[D].中國礦業(yè)大學(xué).2010.</p>

57、<p>　　張燦.淺析PM2.5檢測標(biāo)準(zhǔn)的制定[D].華人時(shí)刊，2013，7.</p><p>　　徐海霞.上海某高校學(xué)生宿舍樓內(nèi)外PM2.5 濃度的檢測與分析[M]同濟(jì)大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院，2013.</p><p>　　商景林.PM2.5的呼吸防護(hù)[M].第二十屆海峽兩岸及香港、澳門地區(qū)職業(yè)安全健康學(xué)術(shù)研討會(huì)論文集，2013.</p><p>　

58、　張?。橙耸钟浺灰粋€(gè)單片機(jī)工作者的實(shí)踐與思考[M]．北京：北京航空航天大學(xué)出版社，2008．</p><p><b>　　致謝</b></p><p>　　歷時(shí)2個(gè)多月，本人終于將這一篇論文完成，心中真是感慨萬千，過程中碰到了萬千的困難和障礙，也無數(shù)次想到放棄，但都在同學(xué)，老師和父母的幫助下度過了，真是冷暖自知。尤其感謝我的論文指導(dǎo)老師丁建強(qiáng)老師，他在我無助的時(shí)候給

59、與了我無私的指導(dǎo)和幫助，不厭其煩的進(jìn)行論文的修改和改進(jìn)。另外，在我查閱圖書館資料時(shí)，圖書館里的老師也給我提過了很多方向和幫助，在此我向幫助過我的老師和指導(dǎo)過我的老師表示由衷的感謝。</p><p>　　感謝這騙論文所涉及到的各位專家和學(xué)者，本文引用了各位學(xué)者的幸苦的研究成果，如果沒有各位的啟發(fā)和幫助，我將很難完成這篇論文的完成，在此再次由衷的表示感謝。 </p><p>　　最后我也要感謝

60、我的學(xué)校，蘇州大些應(yīng)用技術(shù)學(xué)院。感謝您對(duì)我4年的培養(yǎng)，讓我有獨(dú)自完成這篇論文的實(shí)力和知識(shí)，讓我學(xué)習(xí)到了這么多寶貴的經(jīng)驗(yàn)。</p><p>　　由于我的學(xué)術(shù)水平有限，所寫的論文難免有不足之處，懇請(qǐng)各位老師和學(xué)友指正和批評(píng)。</p><p>　　附錄：中英文文獻(xiàn)翻譯名稱——以太網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)電話傳送調(diào)度：方法論和案例分析附錄1：實(shí)物照片說明</p><p><b>　

61、　圖1 傳感器</b></p><p>　　圖2 pm2.5工作圖</p><p><b>　　附錄2：部分源程序</b></p><p><b>　　Adc源程序</b></p><p>　　功能：將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)</p><p>　　sbit ADC0

62、832_CS=P1^2;</p><p>　　sbit ADC0832_CLK=P1^0;</p><p>　　sbit ADC0832_DIO=P1^1;</p><p>　　unsigned int A_D(bit flag)</p><p><b>　　{</b></p><p>　　un

63、signed char i;</p><p>　　unsigned char dat;</p><p>　　ADC0832_CS=1; //一個(gè)轉(zhuǎn)換周期開始</p><p>　　ADC0832_CLK=0; //為第一個(gè)脈沖作準(zhǔn)備</p><p>　　ADC0832_CS=0; //CS置0，片選有效</p><p

64、>　　ADC0832_DIO=1; //DIO置1，規(guī)定的起始信號(hào) </p><p>　　ADC0832_CLK=1; //第一個(gè)脈沖</p><p>　　ADC0832_CLK=0; //第一個(gè)脈沖的下降沿，此前DIO必須是高電平</p><p>　　ADC0832_DIO=1; //DIO置1， 通道選擇信號(hào) </p>

65、<p>　　ADC0832_CLK=1; //第二個(gè)脈沖，第2、3個(gè)脈沖下沉之前，DI必須跟別輸入兩位數(shù)據(jù)用于選擇通道，這里選通道CH0 </p><p>　　ADC0832_CLK=0; //第二個(gè)脈沖下降沿</p><p>　　if(!flag) </p><p>　　ADC0832_DIO=0; //DI置0，選擇通道0</p>

66、;<p><b>　　else</b></p><p>　　ADC0832_DIO=1; //DI置1，選擇通道1</p><p>　　ADC0832_CLK=1; //第三個(gè)脈沖</p><p>　　ADC0832_CLK=0; //第三個(gè)脈沖下降沿 </p><p>　　ADC0832_

67、DIO=1; //第三個(gè)脈沖下沉之后，輸入端DIO失去作用，應(yīng)置1</p><p>　　ADC0832_CLK=1; //第四個(gè)脈沖</p><p>　　for(i=0;i<8;i++) //高位在前</p><p><b>　　{</b></p><p>　　ADC0832_CLK=1;

68、 //第四個(gè)脈沖</p><p>　　ADC0832_CLK=0; </p><p>　　dat<<=1; //將下面儲(chǔ)存的低位數(shù)據(jù)向右移</p><p>　　dat|=(unsigned char)ADC0832_DIO; //將輸出數(shù)據(jù)DIO通過或運(yùn)算儲(chǔ)存在dat最低位 </p><p>　　}

69、 </p><p>　　ADC0832_CS=1; //片選無效 </p><p>　　return dat; //將讀數(shù)的數(shù)據(jù)返回 </p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　LCD源程序</b></p><p&

70、gt;　　#include<reg52.h></p><p>　　#include "ADC0832.H"</p><p>　　//#include"LCD1602.H"</p><p>　　#define uchar unsigned char</p><p>　　#define uint

71、 unsigned int</p><p>　　sbit GP2Y_LED=P3^7;</p><p>　　uint PM_dat=0;</p><p>　　uint k,p,a;</p><p>　　uchar time_num1=0;</p><p>　　bit flag1=0;</p><p&

72、gt;　　sbit RS=P2^5;</p><p>　　sbit RW=P2^6;</p><p>　　sbit EN=P2^7;</p><p>　　uchar LCD1602_Table[]="0123456789";</p><p>　　//LCD1602顯示標(biāo)尺 //0123456789abcdef<

73、;/p><p>　　uchar code DIS_TIM1[16] ={" 1016405057qzhd "}; //顯示學(xué)號(hào)logo</p><p>　　uchar code DIS_TIM[16] ={" PM2.5:---ug/m3 "}; //顯示pm2.5值</p><p>　　extern voi

74、d delayms(uint xms);</p><p>　　void WRITE_LCD1602_DAT(uchar date)</p><p><b>　　{</b></p><p><b>　　EN=0;</b></p><p><b>　　RS=1;</b></p

75、><p><b>　　P0=date;</b></p><p><b>　　EN=1;</b></p><p>　　delayms(2);</p><p><b>　　EN=0;</b></p><p><b>　　}</b></

76、p><p>　　void WRITE_LCD1602_COM(uchar date)</p><p><b>　　{</b></p><p><b>　　EN=0;</b></p><p><b>　　RS=0;</b></p><p><b>　

77、　P0=date;</b></p><p><b>　　EN=1;</b></p><p>　　delayms(2);</p><p><b>　　EN=0;</b></p><p><b>　　}</b></p><p>　　void in

78、it_1602()</p><p><b>　　{</b></p><p>　　unsigned char h;</p><p><b>　　RW=0;</b></p><p>　　WRITE_LCD1602_COM(0x38);</p><p>　　WRITE_LCD160

79、2_COM(0x0c);</p><p>　　WRITE_LCD1602_COM(0x06);</p><p>　　WRITE_LCD1602_COM(0x01);</p><p>　　WRITE_LCD1602_COM(0x80);</p><p>　　for(h=0;h<16;h++)</p><p>　　W

80、RITE_LCD1602_DAT(DIS_TIM1[h]);</p><p>　　WRITE_LCD1602_COM(0x80+0x40);</p><p>　　for(h=0;h<16;h++)</p><p>　　WRITE_LCD1602_DAT(DIS_TIM[h]);</p><p><b>　　}</b>

81、;</p><p>　　/***************************************************</p><p>　　函數(shù)名稱：延時(shí)子函數(shù)</p><p><b>　　函數(shù)功能：按鍵消抖</b></p><p>　　*************************************

82、**************/</p><p>　　void delayms(uint xms)</p><p><b>　　{</b></p><p><b>　　uint i,j;</b></p><p>　　for(i=xms;i>0;i--)</p><p>　

83、　for(j=110;j>0;j--);</p><p><b>　　}</b></p><p>　　void Main_display()</p><p><b>　　{</b></p><p>　　WRITE_LCD1602_COM(0x80+0x40+7);</p><

84、;p>　　WRITE_LCD1602_DAT(LCD1602_Table[PM_dat%1000/100]);</p><p>　　WRITE_LCD1602_DAT(LCD1602_Table[PM_dat%100/10]);</p><p>　　WRITE_LCD1602_DAT(LCD1602_Table[PM_dat%10]);</p><p><

85、;b>　　}</b></p><p>　　void main()</p><p><b>　　{</b></p><p>　　uint PM_AD_buf=0;</p><p>　　uint PM_AD_dat=0;</p><p>　　uint AD_dat1=0;</p

86、><p>　　float PM_js=0.0;</p><p>　　bit flag1=0;</p><p>　　TMOD=0X02;</p><p>　　TH0=216;//每40us進(jìn)一次中斷</p><p><b>　　TL0=216;</b></p><p><

87、b>　　ET0=1;</b></p><p><b>　　TR0=0;</b></p><p>　　GP2Y_LED=0;</p><p><b>　　EA=1;</b></p><p>　　init_1602();</p><p><b>　　w

88、hile(1)</b></p><p><b>　　{</b></p><p>　　GP2Y_LED=1;</p><p><b>　　TR0=1; </b></p><p><b>　　while(1)</b></p><p><b&

89、gt;　　{</b></p><p>　　if(time_num1>5)</p><p><b>　　break;</b></p><p><b>　　}</b></p><p>　　AD_dat1=A_D(1);</p><p>　　PM_AD_dat=P

90、M_AD_dat*4+AD_dat1;</p><p>　　PM_AD_dat/=5;</p><p>　　PM_js=((float)(PM_AD_dat/256.0+0.01))*120000.0*0.035;</p><p>　　// PM_js=((float)(PM_AD_dat/256.0-0.0356))*120000.0;</p>

91、;<p>　　PM_dat=(uint)(PM_js);</p><p>　　Main_display();</p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　}</b></p><p>　　void time0_int() interrupt 1</p&g

92、t;<p><b>　　{</b></p><p>　　time_num1++;</p><p>　　if(time_num1==8)</p><p><b>　　{</b></p><p>　　GP2Y_LED=0;</p><p><b>　　}

93、</b></p><p>　　else if(time_num1>250)</p><p><b>　　{</b></p><p>　　time_num1=0;</p><p><b>　　TR0=0;</b></p><p><b>　　flag