空气质量监测与处理系统设计开题报告

1. 研究目的与意义

研究背景：

伴随着工业化在全国经济体系起到重要作用和实体经济的日益发展，污染行业规模的不断扩大和相关企业废气不达标排放，雾霾治理已经成了急需解决的环境污染问题。作为雾霾的主要来源，pm2.5对人们的健康造成了比较大威胁。因此pm2.5的检测作为治理的第一步显得尤为关键。pm2.5是大气中直径较小的颗粒物，低于等于2.5μm[1]。受气压、温度等条件的影响，pm2.5颗粒物可以长时间地悬浮于大气中，pm2.5的浓度和空气污染的程度息息相关。pm2.5细微颗粒物可以由硫和氨的氧化物转化而成[2]，由于这种颗粒物活性较强、存在面积大、而且极易附带其他种类的有毒、有害物质,严重影响着人们的健康。

环境监测发展到现在监测手段纷呈，组织形式多样。计算机对大量数据进行处理后可了解近期每天的空气质量情况[3]。发达国家在环境监测手段方面，其系统自动化水平较高，向全自动方向发展。在环境检测仪器上的研究，国外远超国内水平。近年来随着半导体和电子技术的快速发展，环境监测技术得到不断的革新[4]。目前市场上已有很多空气质量检测仪，这些空气检测仪功能大多比较单一，只能实现实时检测、实时查看数据的功能，很难实现智能化和远程监测[5]。

2. 研究内容和预期目标

主要研究内容：

1.实现对周围的pm2.5浓度数据采集。

2.将传感器采集到的数据传输到单片机进行处理，通过智能微处理器数据处理做到对是否报警做出判断和对当前环境空气质量作出相应等级评定。

3. 研究的方法与步骤

研究方法：

这次的设计是基于单片机的pm2.5自动检测的系统，能实现对空气中pm2.5的浓度自动检测以及通过数据处理对空气质量进行评定。检测系统使用的是以32单片机为核心的智能微处理器，以激光粉尘传感器作为数据采集的设备，通过继电器控制粉尘传感器开关的电平高低实现对整个系统的远程操控。根据国家环境监管提供的标准，事先在单片机里输入阈值，根据检测时在环境里获得的pm2.5浓度和阈值进行比较判断是否需要做到报警措施。为了使该产品具有人性化的特点，不仅会使用蜂鸣器的声音做到报警的提示，还会加入mp3模块实现录入的语音达到提示效果。在数据全部处理完之后通过wifi（在测试后如果不理想会使用蓝牙）将数据发送至手机，在手机上设计一款app，可以实时地接收当前周围环境空气质量数据，并可以通过之前设定的标准将所得的数据以差、中、优的形式显示在手机界面。以此得到一个功能齐全的完整检测数值系统（系统工作的流程表如图1）。

4. 参考文献

[1] 郑玫，张延君，闫才青，朱先磊，james j schauer，张远航.中国pm2.5来源解析方法综述[j].北京大学学报(自然科学版), 2014，(06): 1141-1154．

[2] 杨洪斌，邹旭东，汪宏宇，刘玉彻．大气环境中pm2.5的研究进展与展望[j].气象与环境学报， 2012,(03):77-82．

[3] 王建宏，杜世顺.基于无线传感网络的井下区域定位算法[j].煤矿机械，2010，31（12）:189-191.

[4] 刘培哲.国外环境监测的发展趋势[j].四川环境,1985,(4): 36-44.

5. 计划与进度安排

1.2月20日——2月25日规划需要实现功能。

2.2月26日——3月2日查找相关论文资料并且拟定开题。

3.3月3日——3月25日购买相关硬件学习32单片机的使用并且完成硬件组装。