食品安全实验室环境空气质量的智能监测及报警系统设计【字数：9578】
目录
摘要1
关键词1
Abstract1
Key words1
引言1
1实验室空气质量分析2
1.1实验室试剂使用情况2
1.2综合分析3
2材料与设备 3
2.1控制元件3
2.2 传感器模块3
2.2.1 DHT11温湿度传感器模块4
2.2.2 MG811二氧化碳传感器模块4
2.2.3 MQ3乙醇传感器模块5
2.2.4 液晶显示屏模块6
2.2.5 MQ2烟雾传感器模块6
2.2.6 DS1302时钟芯片7
2.2.7蜂鸣器8
3设计概述8
3.1设计目的8
3.2设计方案8
3.3总体框架设计9
4硬件搭建9
4.1 Arduino开发板与和扩展板连接9
4.2 Arduino 开发板与各模块连接9
4.3整体电路11
5程序设计 11
5.1开发环境预准备11
5.2程序流程图12
6软硬件调试12 *51今日免费论文网|www.jxszl.com +Q: @351916072@
6.1系统测试12
6.2数据校准13
6.2.1 MG811传感器数据校准13
6.2.2 MQ3乙醇传感器数据校准14
7成品及设计说明 15
8总结与展望 15
8.1总结15
8.2展望15
致谢16
参考文献16
食品安全实验室环境空气质量的智能监测及报警系统设计
引言
近年来，高校实验室时常爆出安全事故，这引起了大家的广泛关注。实验室普遍存储有大量易挥发性试剂盐酸、酒精等，并且多数实验室通风情况不佳，加上大部分学生的实验室安全意识不高，导致实验室内种类繁多的有害气体浓度超标，这是实验室影响实验室安全性的一个重要原因[1,2]。此外，这些有害气体存在于科研人员的工作和学习空间内，严重影响了他们的生命安全和工作效率。不仅高校实验室如此，在国家大力支持创新的今天，越来越多的企业也争先恐后地开设现代化实验室，只追求高效而忽略了实验室的安全建设。这就要求各高校和相关企业不仅应该在实验教学中对学员实施良好的安全环保教育，还应该运用一定的气体监测警报仪器，以减少事故的发生，提高实验室的安全性，提高科研效率。
目前，市面上存在不少空气质量监测仪器，但是大部分仪器不仅检测项目单一、成本高，而且检测的气体种类不适用于实验室[3]。为了保证实验室正常高效运作，保障科研人员的身体健康，我们在此设计了能够实时进行监测，灵活、智能、便携的食品安全实验室环境空气质量智能监测及烟雾报警系统。
经过对本院系硕士研究生实验室的试剂使用情况进行调查，我们分别筛选出使用覆盖率较大的、使用量最大的、毒性最大的几种挥发性试剂。通过撰写实验方案及备选方案，综合考虑现实可获得性、成本和操作难度，我们最终选择了温度、湿度、二氧化碳浓度、烟雾和乙醇浓度这五个指标，并将最初确定的PC端串口监视器显示数据改换成LCD液晶显示屏显示数据，在此基础上加入SD卡和时钟芯片DS1302以实现传感器数据的实时储存，便于异常数据原因的查找以及寻找室内空气质量情况与人员操作之间的关系。最后接入蜂鸣器报警模块，编译代码，使得当MQ2烟雾传感器检测到烟雾时蜂鸣器可以发出警报，并启动实验室内排气扇及时通风，以保证实验室的安全。然后搭建硬件系统、学习Arduino代码编程和绘制整体框架图、设计总电路并绘图、设计成品的简单外观和编写使用说明书等，使本系统最终呈现为较完整的产品[4]。
1 实验室空气质量分析
1.1 实验室试剂使用情况
为了解实验室空气质量状况,以便更好的进行系统设计和研究,我们设计调查本院硕士研究生所用实验室和本科生专用实验室的试剂使用情况。由于本科生实验室所用试剂并不固定且挥发性试剂较少，因此不宜作为调查对象。我在所有硕士研究生实验室中随机选取了14个实验室，调查了挥发性试剂的使用情况（如表1），按照使用比例（如图1）绘图。然后查阅毒理学资料，得到试剂的毒性大小半数致死剂量，并绘图（如图2）[5]。
表1 挥发性试剂的使用情况
试剂名称
浓盐酸
氯仿
丙酮
乙醚
甲苯
氨水
石油醚
乙酸乙酯
乙腈
使用比例（%）
92.86%
78.57%
57.14%
35.71%
28.57%
14.29%
14.29%
7.14%
7.14%
使用总量（ml）
13265.02
21438.50
37401.00
原文链接：http://www.jxszl.com/swgc/spzlyaq/563872.html
