基于AVR单片机的智能型室内空气质量检测与控制系统设计

摘要

当今社会，空气质量下降已成为威胁人类健康的主要因素，室内空气检测与空气质量控制或净化技术成为当今环保、健康领域的一个重要话题，具有专门空气净化功能的空气净化装置也逐步走进了人们的生活。本文旨在针对室内空气质量状况，设计一种智能型空气质量检测与控制系统，而意在最终成为能为室内空气质量检测和净化的装置。
　　本文研究的智能型空气质量检测与控制系统是基于主控单元 AVR单片机设计开发的。应用数据采集模块如DS18B20温度传感器、HS1101湿度传感器、TGS800气体传感器、CDM4161二氧化碳浓度传感器四个模块从四个角度采集室内空气质量信息，通过中央处理单元单片机的数据处理和控制，针对室内空气质量做出有效反应，以达到使室内空气洁净、健康的目的。
　　智能型空气质量检测与控制系统可针对不同空气品质参数做出不同的控制反应：数据采集模块采集到的各项空气品质参数传输给单片机处理，经过数据处理和分析后，当空气质量等级较低时，系统采取控制电机和紫外线灯管的方法对室内空气进行过滤、吸附、消毒处理；当室内二氧化碳浓度过高时，系统采取控制外部通风设备对室内进行通风换气，以保证室内良好的空气环境。本文根据系统功能实现，对系统的系统电源模块、数据采集模块、功能按键模块、液晶显示模块、电机控制模块、紫外线灯管控制模块、外部通风设备、仿真与下载等做了软、硬件方面的设计分析。系统设计遵循智能、简捷、节能、环保的原则，力求设计一款可广泛应用在家庭、办公写字楼、酒店、医院等室内场所的智能型空气质量检测与控制系统。

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Contents

1 引言

1.1 课题研究的背景

1.2 课题研究的内容和意义

1.3 论文组织结构

2 系统总体设计及控制方法研究

2.1 系统设计结构和原则

2.2 空气质量检测与净化装置功能概述

2.3 过滤吸附式净化

2.4 室内机械通风式净化

2.5单片机

2.6 ATmega16单片机

2.7 本章小结

3 数据采集模块硬件设计与实现

3.1 数据采集系统

3.2 温湿度传感器数据采集模块设计

3.3 空气质量数据采集模块设计

3.4 二氧化碳浓度采集模块设计

3.5 本章小结

4 系统控制模块硬件设计与实现

4.1 系统控制模块硬件模块的总体设计

4.2系统电源控制模块设计

4.3 电机控制模块设计

4.4 紫外线灯管控制模块设计

4.5 液晶显示控制模块设计

4.6 复位与功能按键模块设计

4.7 程序仿真与下载模块设计

4.8 本章小结

5 控制系统软件设计与实现

5.1 控制系统软件实现总体设计

5.2 系统的标定

5.3 初始化程序设计

5.4 数据采集模块程序设计

5.5 液晶模块显示程序设计

5.6 电机驱动程序设计

5.7 紫外线灯管驱动程序设计

5.8 外部通风设备驱动程序流程设计

5.9 本章小结

6 总结与展望

6.1 全文总结

6.2 论文主要创新点

6.3 系统存在的不足与工作展望

致谢

参考文献