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1. 研究目的与意义及国内外研究现状

人类社会进入21世纪以来，科学的高速发展给人类社会带来了日新月异的变化，但是人们在享受工业化带来的改变的同时，随着城市化进程的加剧，空气质量在不断地恶化，大气污染越来越严重，人们的身体健康也面临巨大威胁。对于全世界人民来说，如何加强空气质量的监测与治理，如何保证自身的身体健康慢慢成为了关注重点。pm2.5是指环境空气中空气动力学当量直径小于等于 2.5微米的颗粒物。化学成分主要包括有机碳（oc）、元素碳（ec）、硝酸盐、硫酸盐、铵盐、钠盐（na）等。它能较长时间悬浮于空气中，其在空气中含量浓度越高，就代表空气污染越严重。虽然pm2.5只是地球大气成分中含量很少的组分，但它对空气质量和能见度等有重要的影响。与较粗的大气颗粒物相比，pm2.5粒径小，面积大，活性强，易附带有毒、有害物质（例如，重金属、微生物等），且在大气中的停留时间长、输送距离远，因而对人体健康和大气环境质量的影响更大。对pm2.5的测量与控制刻不容缓。让大家了解雾霾的成因及危害，雾霾天气应该注意的事项，保护好自己。

本论文设计了基于msp430单片机的pm2.5测量及空气净化系统。系统采用日本夏普gp2y1010au0f传感器，系统会将检测到的pm2.5值实时显示在lcd显示屏上，当pm2.5值达到一定浓度时，通过继电器启动负离子发生器，净化空气。该系统具有便携，操作简易的特点，适用于小空间内的空气质量检测净化，让我们可以在一个良好的环境中工作、学习、休息、娱乐。

2. 研究的基本内容

本课题设计由主要是由msp430 单片机，gp2y1010au0f传感器，显示模块，空气净化装置等部分组成。首先，利用gp2y1010au0f传感器进行数据的采集，传感器根据所检测的空气中pm2.5的含量比例输出模拟电压信号，430单片机自身的8路12位a/d转换器对采集来得数据信息进行模数转换。之后通过lcd显示屏对所检测的pm2.5值进行显示。当检测出的浓度超过一定值时，通过将传感器的实时数据进行预设报警值的对比，得到相应的控制标志位，驱动相应的io口输出高低电平，以实现外设继电器电路的驱动，控制负离子空气净化装置工作，实现空气净化的功能,同时利用神经网络算法对湿度的影响进行了研究。根据电路设计做出实物后，我们通过实验证明了湿度会对检测结果产生影响，本设计利用matlab数学建模工具建立基于pso-bp人工的神经网络的数学预测模型，对测量数据进行数据融合与补偿处理。

系统框图如下：

3. 实施方案、进度安排及预期效果

实行方案：

（1）查阅参考文献，调研国内外对于pm2.5测量的方法的研究。

（2）查阅书籍、文献学习msp430单片机设计的方法。

4. 参考文献

[1]沈惠，陈前火.pm2.5的来源、现状、危害及防控措施[j].年中国环境科学学术年会.2014,6：5291-5296.

[2]潘慧峰、王鑫、张书宇.雾霾污染的持续性及空间溢出效应分析——来自京津冀地区的证据[j].科学决策，2015，(2):134-143.

[3]朱增银，李冰，赵秋月.对国内外pm2.5研究及控制对策的惠顾与展望[j].环境科技，2013，26(1):70-74.