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室内有害气体监测系统的设计开题报告

 2022-01-11 17:00:38  

全文总字数:3246字

1. 研究目的与意义及国内外研究现状

近几年,空气污染问题受到人们越来越多的关注,除了愈加频繁的雾霾气候所造成的空气污染,室内空气质量也不容乐观。随着我国社会改革步伐的加快,人们主要的活动场所室也从户外向室内集中,空气质量的好坏也在一定程度上决定着人们的生活质量。在国家颁布的《民用建筑室内环境污染控制规范》中,明文规定了几种必须检测的室内有毒、有害气体:苯、甲醛、氡、氨等等,其中苯、氡都是目前已经确认的能够致癌的气体。然而钢筋水泥构建的写字楼、购物中心等大型场所几乎完全封闭,与外界隔绝。这种情况导致室内空气中的污染物浓度增加。人们如果长时间呆在这样密闭的环境中,很容易因为缺氧导致头晕、恶心、胸闷等症状。作为新世纪社会的成员,身体乃我们革命的本钱,一个健康的生活环境对于为了生计而奔波的人们,是影响极大的。所以,对我们而言,设计室内有害气体监测系统是一件很迫切和必要的事情。

随着人们对环境及健康问题的日益重视,对室内有害气体检测的种类也越来越多。室内空气质量问题主要有两个方面:一是由于居室装潢、家具、各种喷雾剂带来的有害气体,例如甲醛、苯系物、氨气等致癌物质;另一方面,是因为人们日常生活中因粗心而导致的可燃气体泄漏,例如水煤气、天然气等等。本课题根据实际需求,设计了一种集中这两方面有害气体浓度监测的监测报警仪,精准高效地对这两方面有害气体进行检测并报警,提醒人们在气体浓度超标时及时采取措施,以有效保护人体健康和财产损失。

国内外研究现状

伴随着气体传感器的发展,气体检测仪也在不断更新。随着传感器生产工艺水平的提高,日益小型化且集成度不断提高的传感器,使得气体检测仪也将向小型化、微型化方向发展。除此之外,还可实现更多参数的测试:利用其主机可替换多探头的功能,实现多气体的检测,并能和其他气体检测器兼容,降低测试多种气体的成本。如将不同类型的传感器集成在一块芯片上,可同时测试气体的浓度、压力、温度和流速等,还能更全面地反映被测气体在特定环境中所显示的特性。随着互联网技术的成熟以及pc机的普及,智能仪表的网络化也成为一种新的趋势,使危险源监测预警技术发展更加迅速,并在监测预警技术中引入了控制技术、通讯技术、事故处理方案、危险源泄漏扩散模拟计算等重要技术,使危险源监测预警技术更加完善。

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2. 研究的基本内容

本课题旨在借鉴国内外相关研究经验,结合大学各门课程中所学知识,设计一个基于stm32f103室内有害气体检测系统. 本系统主要包括室内有害气体的监测、显示、报警三个方面。研究内容如下:

1、调研国内外气体检测的发展现状,分析课题研究背景并明确研究的目的意义,确立本课题的设计方案;

2、通过选择相应传感器检测室内环境的可燃性气体、氨苯系致癌气体、 烟雾粉尘颗粒浓度以及温湿度,实现检测单元设计;

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3. 实施方案、进度安排及预期效果

实施方案:

本设计的系统框图如下:

本设计是集监测、显示、报警于一体基于单片机的空气质量检测仪.以STM32F103为主控制器,通过MQ135综合性气体传感器、MQ9可燃气体传感器、ZPH01粉尘传感器、DHT11温湿度传感器,检测室内环境的苯系物类致癌物质、可燃性气体、烟雾粉尘颗粒以及温湿度,然后送到单片机综合分析后在液晶显示模块上显示结果,同时判断有害气体是否超过安全值,若有害气体指标超过预设上限值,则进行声光报警。

进度安排:

2017.12.10前

完成开题报告和英文翻译

2017.12.11-2018.3.1

实现硬件设计

2018.3.2-2018.3.9

进行电路版焊接、组装

2018.3.10-2018.3.17

实现软件设计

2018.3.18-2018.4.7

进行软硬件调试

2018.4.8-2018.4.14

撰写毕业论文,准备预答辩

2018.4.15-2018.5.18

按要求修改论文,准备抽检和查重

2018.5.18-2018.6.2

修改并完成论文定稿,准备答辩

预期效果:

完成单片机控制的气体浓度、温湿度、LCD显示以及报警装置的硬件设计,利用C语言完成系统软件的设计,进行电路模块组装和硬软件调试,最终实现气体浓度、温湿度的实时监测,并能够在有害气体指标超出预设上限值时,进行声光报警,以达到提醒人们在气体浓度超标时及时采取相关保护措施,有效保护人们身体与财产安全的目的。

4. 参考文献

[1] 葛年明,殷彩萍,邵文学.基于stm32的室内有害气体检测系统设计[j].微型机与应用,2015,34(23):20-22.

[2] 陆海波. 室内有害气体在线监控系统的设计与实现[d].安徽工业大学,2012.

[3] 贺达琪.气体检测仪及其发展趋势[j].黑龙江科技信息,2011(33):55.

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