全文总字数：3731字

1. 研究目的与意义及国内外研究现状

本课题设计了一种基于STM32单片机和无线蓝牙技术的PM2.5浓度检测及声光报警系统，能够实时监测空气中的PM2.5浓度和温湿度数据，并通过蓝牙协议把数据送至手机APP将其显示在液晶屏上，以使用户能够实时了解到空气中PM2.5浓度和温湿度，将测量数据和官网发布数据进行比较，进行误差分析，完善系统以提高测量精度。选题具有以下目的和意义：（1）解决传统空气质量检测仪不能无线传输的问题。传统的电子产品仅仅是通过有线的方式完成数据指令的传输，不能够通过无线传输技术传给手机并将其显示在液晶屏上。本课题设计的无线蓝牙空气质量检测仪解决了以上问题，通过蓝牙通信技术把数据送至手机APP。（2）使产品更加智能化。本系统设计的PM2.5浓度检测系统，解决了长期以来空气质量检测仪不能够无线传输、自动报警的局限，运用先进的传感器技术监测气体浓度，通过手机app设置报警阈值。（3）提高测量精度。 将测量结果和官网发布数据进行比较，进行误差分析，改善系统，提高传感器测量精度。（4）有效降低现产品的成本、体积和功耗。将测量数据和官网发布数据进行比较，进行误差分析，

国内外研究现状

随着经济发展，人民生活水平提高，人们对环境问题及健康问题日益重视，空气质量状况受到越来越多的关注。 PM2.5又称细颗粒物、细颗粒，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。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，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。细颗粒物的标准，是由美国在1997年提出的，主要是为了更有效地监测随着工业化日益发达而出现的、在旧标准中被忽略的对人体有害的细小颗粒物。细颗粒物指数已经成为一个重要的测控空气污染程度的指数。到2010年底为止，除美国和欧盟一些国家将细颗粒物纳入国标并进行强制性限制外，世界上大部分国家都还未开展对细颗粒物的监测，大多通行对PM10进行监测。气体传感器测定PM2.5成为近年来检测研究的新热点，为了实时测定PM2.5浓度，目前已经开发出不少PM2.5检测仪，这些仪器可以直接在现场测定，但原理、性能、响应范围各不相同。目前市场上主流的传感器分为两种：红外颗粒物传感器和激光颗粒物传感器。虽然同为主流产品，但结构差别相当大，设计的不同带来的是测量精度的差异。红外传感器采用电阻加热方式驱动气流，颗粒物的采样数较少，测试精度略显不足；而激光传感器采用风机驱动，数据采集量足够大，在一定程度上能够保证数据的精确性。目前市场上的一些专业检测设备体积普遍偏大、功能繁杂、价格昂贵，不同厂家的检测设备测试数据偏差较大，专业级别的测试价格昂贵，体积大，不适合广大市民购买使用。独立设计的便携式空气质量检测仪旨在实现空气温度、湿度、PM2.5浓度的预警检测，有利于评价空气质量，为人类营造一个健康的生存环境。空气质量检测仪体积小，功耗低，操作简单，适用于家庭，能够实时了解空气的质量。

2. 研究的基本内容

该系统使用stm32单芯片作为主控制器，传感器实时监测空气中pm2.5浓度和温湿度，超过阈值即启动声光报警，通过e2prom实现数据的存储和查询，通过蓝牙传给手机并将其显示在液晶显示屏上。

主要研究内容如下:(1) 比较并选择所需各类传感器及处理器。

(2) 负责整体元器件的选用和排版。

3. 实施方案、进度安排及预期效果

实施方案：通过查找资料确定课题及实现的功能，并进行初步的系统设计，确定各个模块的电路图及程序，列出要用到的器件，并进行电路板的焊接，毕设期间根据实际情况进行实时调整，以确保实现预期的功能，结合查找的资料以及实际电路的功能完成论文的写作。注意重点在程序的编写以及电路的调试上。

进度安排： 1、2018.11.1-2018.11.10：确定设计题目。2、2018.11.11-2018.11.30：收集与本设计相关的资料。3、2018.12.1-2018.12.18：根据查阅的资料完成任务书。4、2018.12.19-2019.2.5：完成开题报告和外文文献的翻译。5、2019.2.6-2019.2.20：确定要用的单片机和主要芯片。6、2019.2.21-2019.3.21：完成毕业设计要求的主要电路的设计与焊接。7、2019.3.22-2019.4.12：完成毕业设计的系统主程序的设计。8、2019.4.13-2019.4.27：完成论文初稿，参加预答辩。9、2019.4.28-2019.5.17：修改论文，审查论文，进行查重修改。10、2019.5.18-2019.5.19：提交论文定稿，准备论文答辩。

预期效果：系统通过pm2.5传感器和温湿度测量模块直接测得环境中的pm2.5浓度和温湿度数据，经过单片机转换以后显示到液晶上，当测量值超过阈值即启动声光报警，可以实现测量数据的存储和查询，同时通过蓝牙与手机进行无线数据通信。

4. 参考文献

[1] 余永权.单片机原理及应用[m].北京:电子工业出版社，1998.

[2] 马玉春.串行通信协议的研究及应用[j].计算机应用研究，2004，(4):228-229.

[3] 郭威彤，宋海声，杨鸿武，裴东.一种便携式室内空气质量快速检测仪设计[j].传感器与微系统，2015，34(4):92-94.