随着科技的日益发达，人类对生命品质的要求日渐提高，因此对日常生活中周围的环境提出了更加优越的需求。现阶段人们平均每天在室内的工作、生活以及学习所需要的时间便占据了总体的70%以上，而室内的空气质量又与人们的生命健康安全有着密切的关系。因此，本文将设计一种基于STM32单片机控制器的便携式空气质量监测系统，可以测量房间中PM2.5所含量，并且运用夏普灰尘感应器监测将其控制，将测得数据通过LCD1602LCD液晶显示屏显示，当室内PM2.5含量达到标准阈值时，单片机控制散热电扇转动，降低室内PM2.5浓度。本文设计的空气品质测试仪可以对空气品质进行监测，给人类的健康的生活环境带来了有效保护。
目 录
一、绪论 1
（一）研究背景 1
（二）研究意义 1
（三）主要研究内容及结构 1
二、系统功能需求分析与总体方案设计 2
（一）系统功能需求分析 2
（二）总体设计方案 2
三、室内空气质量检测硬件设计 3
（一）检测系统硬件总体设计方案 3
（二）单片机硬件设计 4
（三）PM 2.5粉尘传感器设计 5
（四）LCD1602液晶显示模块电路设计 7
（五）按键电路设计 7
（六）5V散热风扇控制电路设计 8
（七）系统低功耗设计 9
四、系统流程图 10
（一）主程序设计流程图 10
（二）LCD1602液晶显示器流程图 11
（三）PM2.5粉尘传感器GP2Y1051AU0F检测流程图 11
（四）散热风扇工作流程图 12
五、室内空气检测软件设计 12
（一）开发工具选择 12
（二）开发环境选择 13
（三）编程语言选择 13
（四）程序烧录软件介绍 13
六、测试与结果分析 14
（一）硬件模块测试 14
（二）整机测试 16
六、总结与不足 17
（一）总结 17
（二）不足 18
参考文献 20
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致谢 21
附录一 22
附录二 23
一、绪论
（一）研究背景
在20世纪后期,人们注意到了空气污染问题所带来的的危害，解决空气污染带来的的问题与困扰是刻不容缓的。在居室人们采用的装饰材料中，都存在着大量的甲醛、一氧化碳等有害气体，而这种废气对人类的健康造成了很大的危害。专家学者也对室内空气质量检测方法进行研究，提出了实验室测量和现场测量两种方法。但由于带室内空气带回实验室测量所需要的成本高，测量周期长产生的误差较大。所以更青睐于现场测量。因此，在科研学者的不懈努力下，终于研究出了通过单片机控制的室内空气质量检测系统，并大范围投入到实地测量室内空气质量中，但由于我国单片机技术发展时间较短,还存在许多不完善之处。在此背景下，进行了设计与实现基于STM32单片机控制器室内空气质量的检测与控制。
从传统的空气质量检测上可分成现场仪器设备检测与现场仪器设备检测。使用的三种测量方案可分为电化学检测器、辐射检测仪和光电测量仪。但由于将气体带回实验室的成本较高、所使用的测量方法周期时间较长，不能有效测量当前室内空气质量。而且测量仪器较大不便于携带，对空气测量产生了一定的影响。
随着近年科学技术发展，国家在科技进步方面付出了巨大的努力，同时也取得了高质量的提升效果。室内空气检测系统的设计方案相比以前趋向完善，检测所需要的设备要求对应也逐步上升。所用的测量方法通常采用光学原理，但这种测量方式成本较高,并不适用于日常家庭。我国相关部门深刻意识到室内空气质量好坏对人们身体健康影响的重要性。特地为此制定了《室内空气质量标准》GB/T188832002,为检测室内空气品质与保护公民身体健康问题提出了合理依据。
（二）研究意义
通过研究以STM32单片机控制器为主体控制室内空气品质监测体系的研究，首先，可以提高我国在单片机研发领域的技术水平，可以促进我国科学技术水平的发展与进步，并根据不同带密集型好，研发出更多的智能化、便捷化的电子设备。对基于STM32单片机控制器室内空气质量监测仪的技术进行新一步的优化，传统的空气质量检测系统及仪器由于造价成本高使用成本昂贵，且不方便携带无法得到普及，通过本设计所研究的室内空气质量检测仪器,以成本低廉、体积小、使用条件简单的特点可以普遍对室内空气进行监测，而且精准度较高。最后，可以增强人民对空气品质的关注，进一步改善空气品质，可以有效控制室内的有害气体浓度，营造舒适健康的室内环境。
（三）主要研究内容及结构
文中基于STM32单片机的便携式室内空气质量测量仪的设计，其所具备功能包括对起居房间、校园教室、办公区域、超市场所还有其余较为封闭的内部环境场所进行空气质量情况实施监测，并将测得结果的具体数值显示在液晶屏上，并通过转动电风扇来对空气质量进行调节。根据本文研究内容，大概分为以下六章来完成。
第一章：绪论。重点阐述了空气品质检测仪的研究背景与价值。在总结以前学者的观点后，加深对设计的了解，为系统设计的完成提供基础的理论知识。
第二章：信息系统功用需求及总体方案设计需求。对本文的主要结构加以重新设定，并根据空气质量检测系统的要求设计出系统需要实现的指标。
第三章：系统硬件设计简介，叙述了系统所需的元件和硬件设施。首先绘制了系统的总体设计方案。随即对硬件设施进行介绍，介绍每个硬件设施的功能和在系统中的重要作用。并对系统中的基础监控电路模块、数据采集模块、键盘模组、液晶模组等的介绍，并将每个模块所使用的硬件设备、元器件功能进行阐述与说明。
第四章：系统流程图说明。根据系统的运行情况绘制各模块的系统运行程序流程图。解释了系统操作的全部宽度，并按照顺序讲解了各个模块的流程图。
第五章：软件开发介绍。主要对单片机STM32所控制的室内空气质量检测装置的软件开发过程,分别对程序开发过程中所使用的编写语言、开发环境和烧录软件进行讲解与介绍。
第六章：测试与分析。对单片机控制的室内空气质量检测系统进行连接调试,并对室内环境进行模拟测量。分别在不同环境下对室内气体进行检测，查看液晶显示屏上的数值,完成整个系统的测试。最后根据六张步骤对结果进行最后的总体结论。
二、系统功能需求分析与总体方案设计

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