基于单片机的空气质量检测仪的设计开题报告

1. 研究目的与意义（文献综述）

现在的工业生产的排放气体对环境的污染越来越严重，工业气体在工业生产中的有害气体泄漏也已成为威胁操作人员生命安全的重大安全隐患。其中由于空气污染与人群发病率所造成的经济损失也在直线增长。因此设计一个可以检测出所在地的环境污染的实时数据，可以有效地抑制这种有害气体泄漏事故的发生。本毕业设计的主要目的主要是研制一种能够实时监测空气质量针对装修等造成的环境污染问题而设计的监测仪，本仪器的主要功能有：采集室内的有害气体，实时监测并显示气体的浓度、分析居室内的气体浓度，针对有害气体超标的情况，能够立即进行报警、实时显示温湿度，使室内环境处于舒适度范围内。

近年来，随着计算机技术、单片机技术、传感器技术等电子技术发展迅速，芯片和器件的集成度越来越高，一些监测仪的品质越来越好，仪器仪表的功能越来越强。室内有害气体监测仪也在向着体积更小，实时性更好，精度更高的方向发展，多种类型的室内有害气体监测仪应运而生。由于低功耗和高集成度的集成芯片大量问世，使得监测仪的功能越来越强，但是功耗却在逐渐降低。从20世纪80年代开始，室内有害气体和各种对于污染源的监测技术以及便携式仪器也开始渐渐发展起来。而室内空气质量监测仪的发展大概经历了两个阶段：第一阶段为实验室分析仪器阶段，第二阶段为便携式现场检测仪器阶段。室内卫生组织制定了室内环境的限值和检测标准及方法，但是这些方法都是基于现场采样，在实验室进行分析数据。这存在显而易见的缺点。近几十年，化学传感器和信息处理技术的快速迅猛发展，监测仪发生了很大变革，从实验室的分析变为了现场的检测和采样，并且实时分析数据。现场的检测仪器大致按照信号转换的原理可以分为三类：和辐射检测仪器、电化学传感器监测仪器和光学检测仪器三种。例如被日本工业部推荐在室内使用的甲醛分析仪就是应用的电化学传感器。这些仪器从传统的费时费力，检测复杂麻烦到现在的便携式可在现场实时监测。目前，监测室内空气质量的仪器主要应用的监测技术是电化学和光学原理，应用的相应装置是光学检测器和电化学传感器。现在的产品主要有美国esc公司z-xp系列的泵吸式气体监测仪、z/zdl系列的手持式气体监测仪，可测量甲醛、臭氧和氯化氢等参数。甲醛和臭氧的分辨率均可以到达0.01ppm，其他气体的分辨率为0.1ppm。掌上智能np-8a型甲醛检测仪，型号为7565由美国tsi仪器公司研制的的室内环境综合监测仪，可以监测二氧化碳、一氧化碳以及温湿度等参数，测量参数单一。近两年德国和加拿大研制出了大量的空气质量监测仪。目前国内研制的林林总总的室内气体监测仪相比外国的产品还是有一定的差距的。北京的华云仪器研究所和长春的小天鹅研制的甲醛便携式检测仪等精度高，可靠性好，抗干扰小，但是基于滑雪试剂分析方法，操作十分复杂，需要专业的人员才可以操作。目前这类仪器的主要的发展方向包括三个方面：第一提高灵敏度和选择性。第二向更加智能化、网络化、专用化、和微型化的方向发展；第三能够进行现场的实时的分析检测。对国内外现有的部分研究成果分析后，发现现在的国内的空气质量分析，功能都相对比较单一，虽然价格不高，但是测量的可靠性也不好。过往的分析仪虽然价格昂贵但是准确度相对较高。估计把计算机技术应用于室内气体检测，并利用新型检测原理和方法，研制的新式监测仪将会成为日后的热点，使得仪器实现自动化和在线化，扩大监测仪的应用范围，具有深远的意义。

2. 研究的基本内容与方案

基本内容：

本文研究的课题设计基于单片机的空气质量检测仪系统。论文包括以下几个方面的内容：

（1）利用8051单片机设计空气质量检测仪系统。

3. 研究计划与安排

第1周~第4周：熟悉课题要求，收集有关资料，完成文献综述。完成不少于2万印刷符，与选题相关的外文翻译工作。

第4周~第5周：了解现场总线技术的现状及发展，完成开题报告。

第6周~第14周：深入了解任务书的技术要求,完成毕业设计任务书的目标。

4. 参考文献（12篇以上）

[1]张毅刚.《单片机原理及应用（第2版）》.高等教育出版社2010.5

[2]张毅刚.《单片机原理及接口技术(c51编程)》人民邮电出版社.2011.2

[3]杨欣《实例解读51单片机完全学习与应用》电子工业出版社2011.4