地铁车厢内空气质量监控系统设计开题报告

1. 研究目的与意义

1.1 地铁车厢内空气质量监控系统的背景

近年来，地铁因其节省地面资源、载客量大、方便快捷、安全环保等优势在我国各地区得到迅速发展。但地铁的发展在给我们带来便利的同时，也出现了诸多问题，其最突出的问题是由于地铁运行而使某些污染物浓度超标，且空气中还带有异味。如在上海等一线城市中，由于地铁客流密集而释放出大量的二氧化碳，此时又难以及时与外界交换新鲜空气。二氧化碳浓度由此升高，乘客会出现不同程度的中毒症状。这不仅给乘客的乘车带来影响，而且会阻碍地铁发展的脚步。

1.2 地铁车厢内空气质量监控系统的目的与意义

2. 研究内容和预期目标

主要研究内容：

本课题基于单片机设计车厢内空气质量监控系统，通过对传感器的实时数据采集并对其进行处理和传输，最终在显示屏上显示。同时此系统还有空气质量控制系统，与传感器相连，当污染物浓度达到阈值时，蜂鸣器响起时关闭空调系统，只启动换气系统；当浓度低于阈值时，蜂鸣器停止，启动空调系统。而通过显示器和蜂鸣器来表示当前情况，使得车厢内乘客能获知该车厢的空气质量，也能自主地分散拥挤车厢的客流量。

硬件设计包括：污染性气体传感器、开发板、显示屏、蜂鸣器等。

3. 研究的方法与步骤

初期准备阶段：先收集查阅相关地铁车厢影响空气质量因素的资料，了解其基本情况。同时找出具体的污染性气体，并了解系统的运行原理，参照其他系统的设计结合此次设计要求来确定设计方案。

设计阶段：确定设计方案来画出系统设计模块及其之间的运行机制，同时画出流程图以方便设计。

在硬件设计中首先确定污染性气体的种类，如voc，二氧化碳，甲醛等，由此选择合适的传感器进行采集和检测。接着确定要测量的参数，并用a/d转换器将模拟信号转换成数据信号，并传输到单片机进行显示和判断。若超出设定值则蜂鸣器进行报警，同时启动换气系统。当然也要选择合适的显示器来满足显示要求。

4. 参考文献

[1]吴险锋.51单片机项目教程(c语言版),人民邮电出版社, 2016.

[2]张毅刚,刘旺,邓立宝.单片机原理及接口技术,人民邮电出版社,2016.

[3]沈红卫,任沙浦,朱敏杰等. stm32单片机应用于全案例实践,电子工业出版社, 2017.

5. 计划与进度安排

（1）2022.2.25—2022.3.15 查阅资料，撰写开题报告；

（2）2022.3.16—2022.3.31 硬件功能分析，熟悉单片机系统指令及编程语言；

（3）2022.4.01—2022.5.12 设计电路原理图、编制应用程序；