基于ARM单片机的粉尘浓度检测装置设计(2)

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2.6 系统设计原则 5

3 粉尘浓度检测硬件设计 6

3.1 系统主控制器设计 6

3.1.1 Cortex一M4核概述 6

3.1.2 STM32F303处理器 6

3.1.3 单片机最小系统 8

3.2 粉尘传感器的选择 10

3.2.1 粉尘传感器的介绍 10

3.2.2 传感器接口设计 12

3.3 外设电路的设计 13

3.3.1 报警电路 13

3.3.2 按键电路 13

3.3.3 LCD数码管电路 13

3.3.4 核心插座板 14

4 粉尘测试软件设计 15

4.1 计算机语言及使用软件简介 15

4.1.1 C语言 15

4.1.2 Altium Designer 15

4.1.3 keil uvision5 15

4.2.1 主流程 16

4.2.2 数码管流程 16

4.2.3 信号采集流程 17

4.2.4 键盘电路流程图 18

5 设计调试及应用实验 19

5.1 硬件的调试 19

5.2 软件的调试 19

5.3 应用设计进行的相关实验 19

5.3.1 主要用途 20

5.3.2 实验过程数据 20

5.3.3 检测分析 21

5.3.4 应对措施 21

结论 22

致谢 23

参考文献 24

1 绪论

1.1 课题的目的与意义

改革开放以来，随着中国经济的快速发展，工业水平的提高，房地产的崛起，人民的生活水平有了明显的改善，再也不用为了住房温饱而烦恼，但在这飞速发展的同时，却隐藏着很大的环境问题。中国快速发展时期，并没有注意相应产生的环境问题，工业废气的肆意排放，房地产商的几何扩张，煤矿的的不合理开采等导致自然环境无法自我修复，快速的恶化。中国的废气、废水、雾霾等问题日益突出，柴静的《苍穹之下》更是将空气问题推到了风口浪尖，空气污染已经对人的生活出行造成了不可忽视的影响，并且引起了一系列的呼吸道疾病。在我国，空气质量超标的城市里有68%都有可吸入颗粒超标的问题。粉尘的浓度就是空气质量好坏评判的一个重要指标，所以粉尘浓度的检测就尤为重要[1]。Pm2.5的提出，让我们更加清楚的发现自己生存环境的恶劣，要战胜空气问题，就要做到知己知彼。实现在线监测粉尘浓度，就可以更好的做好防护措施，对症下药，就能做到药到病除，因此，就研究了粉尘浓度检测装置。

粉尘的定义是浮在空气中的固体颗粒，能够保持地球的温度，大气中的粉尘需要一个适合的浓度，太多了会引起雾霾天气，太少了会让太阳光过强。在生活中，人类生产过程中产生的粉尘对我们的健康产生很大的危害，诱发很多人体疾病，对我们的眼睛。鼻腔、呼吸道有很大的的危害。长期吸入，会在肺泡里沉积，达到一定程度后，就会引起心肺病、心血管等疾病。粉尘专业名称叫做可吸入颗粒物，可作为病菌的载体，扩散在空气中会很容易传播疾病，许多人类大型传染病的爆发都跟它有关。所以在生产建设中，都制定了相应的浓度标准。当前，煤矿安全局、国家环保局、各地气象局等都已经对粉尘安全有了很明确的要求，发布了浓度排放的相关标准的文件，严格坚实落实控制生产中的粉尘浓度的行为，减少因为粉尘浓度超标而引发的事故。不过在房地产等其他行业，国家的重视程度还不是很够，希望能及时制定相关标准。所以，工作现场的实时采集监控，得出浓度值，能够更加有效及时的进行除尘措施[2]，对生产人员的健康和工作效率有很大的作用，而且对企业的效率的提高有很大帮助，发生事故的概率也会相应的减少。上述种种，都可以看出粉尘对人的生产生活有十分重大的危害，粉尘浓度检测仪的研究意义重大。