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1.2 课题研究方式
以检测室内空气质量为例，数据采集系统的主控单元为单片机外围设备包括二氧化碳传感器、甲醛传感器、显示模块和控制模块通过各模块之间的配合来解决实际的问题。其中主控单元Arduino是一个基于开放原始码的软硬件平台，构建于开放原始码simple I/O介面版，并且具有使用类似Java、C语言Processing/Wiring开发环境[6]。Arduino包含两个主要的部分：硬件部分是可以用来做电路连接的Arduino电路板；另外一个则是Arduino IDE，你的计算机中的程序开发环境。你只要在IDE中编写程序代码，将程序上传到Arduino电路板后，程序便会告诉Arduino电路板要做些什么了[7]。本课题将应用Arduino单片机和一些常用器件构建一个室内空气质量数据采集系统：对从传感器获取的空气浓度信号进行实时采集，并将所测信号的数据在LCD及PC上实时显示、发送。该系统能有效的对数据进行采集显示具有十分广阔的前景。
1.3 国内外研究现状
.4 本文主要内容及安排
本文完成了测量空气的某些数据的数据采集模块设计，通过LCD及上位机显示数据并且通过红外遥控切换数据显示。
本文主要内容安排如下：
第一章引言主要讲的是课题的研究背景、研究方式以及国内外的研究现状，简要介绍了设计本套数据采集系统的目的与意义。
第二章介绍了本次数据采集模块的设计原理、内容与步骤，说明了整个系统软硬件的运作流程。
第三章主要介绍了整个数据采集模块的硬件选择与硬件性能，同时展示了各元器件之间的连接电路。
第四章介绍程序的代码，解释了代码的判断原理、信号的接收原理、数据的显示原理，同时还简要介绍了几个用到的库。
第五章是整个数据采集系统的演示，通过遥控选择数据显示模式后可以在LCD和ardunio串口监视器里看到数据。
2 空气数据采集的设计原理、内容与步骤
2.1 设计原理
本文的数据采集模块采集空气的三个数据：甲醛浓度、二氧化碳浓度、温度，用到了四个传感器：甲醛传感器、二氧化碳传感器、温度传感器、红外接收器，同时使用了一块1602液晶以及一块单片机。四个传感器分别接收不同的数据，然后将数据变成信号传递给单片机。单片机获得信号后将信号识别并处理，其中单片机在获得处理红外接收器的信号后开始进入到信号的判断模式之中，随后由信号判断函数决定将传输甲醛浓度、二氧化碳浓度、温度信号中的一个到LCD与上位机中，上位机与LCD将不断显示该信号直到红外接收器接收到不同的数据，从而完成对几种空气数据的采集与显示流程。以上便是我设计的数据采集模块的大致原理。
图1 数据采集模块运行流程
2.2 设计内容
（1）总体方案设计：
确定数据采集模块将要具有的功能，根据功能确定模块的工作原理以及模块的组成部分并划分其所对应的功能，使其具有的功能与要测量的空气数据是对应的。
（2）传感器与单片机的选型设计：
根据气体数据检测模块所要检测的数据找到与之匹配的传感器与单片机。其中，气体传感器根据待检测气体浓度的范围、温度的范围、所需精度、稳定性、响应速度等因素确定，红外接收器通过所用遥控发出的红外信号确定，与之匹配即可。同时还要综合考虑整个模块的成本，在满足设计要求的情况下，降低所需要的成本是最合适的选择。
（3）单片机的外围电路设计：
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