1. 研究目的与意义（文献综述）

1.1 研究目的及意义

气候的不断变化，空气质量的下降威胁着大家的身体健康，许多公司设立工厂不注重对环境的保护，除尘效果不佳，甚至对周围环境造成严重影响，监测系统需要进一步改进完善，使人们对问题的处理更加及时高效。借助新兴的无线传感器网络，实现实时地监测与控制，能够及时发现问题源头并进行有效的处理，使监测管理向自动化方向又进了一步。相比传统的技术监测管理系统，本次设计的实物能极大地节省人力，为人们提供了更多的自助服务。

监测空气质量的原理以及硬件都在明显的改善。本课题的背景是根据基于专业的精细的检测仪基础上，来实现监测空气质量^[1]。可供使用的硬件有粉尘传感器，单片机，lcd液晶，及蜂鸣报警器等。可利用数据采集电路采集pm2.5和pm10的浓度值，并由微控制器分析处理数据，最后传至安卓系统显示结果。

2. 研究的基本内容与方案

本次研究对象为基于安卓的粉尘数据在线监测系统^[9]。将物联网技术应用于现代化的粉尘监测工作，利用安卓移动客户端来提高粉尘监测的效率，减少人力物力资源的消耗，促进监测现代化的进程^[10]。在硬件方面，完成对数据采集的硬件实现；在软件方面，设计应用程序，实现基于安卓的空气质量在线监测。

2.1基本内容与方案

1、粉尘浓度的集中检测系统：由粉尘传感器实时采集PM2.5浓度值，通过AD转换器将传感器输出的模拟电压转换成数字信号，并传送给单片机进行数据处理，检测结果将显示在液晶屏上^[11]。当检测到的PM2.5浓度值大于设置的浓度限值时，发光二极管会亮同时蜂鸣器发出声响。PM2.5的浓度报警值可以通过按键进行设置。主控制器模块采用单片机最小系统。系统总体结构框图如1所示：

2、采集数据的安卓处理系统：这部分主要包含了数据传递到云端，服务提供商提供的相关功能，安卓移动客户端通过通讯协议访问服务商提供的接口处理相关的功能^[12]。移动客户端实时从云端接收数据信息，并将接收到的数据以多条折线图进行图像化显示，同时可以根据数据限值，提示其检查除尘系统是否出现故障。传输路径如图2所示：

图2 传输框图

3、将两系统连接，并编好需要的程序，实现报警，逐步完成本课题需要的功能。通过仿真软件看是否能够实现需要的要求，逐步改进，最终满足设计的需求。

2.2 预期目标

1、设计空气检测系统，对粉尘数据包括粗颗粒物PM10和细颗粒物PM2.5实现实时检测。

2、熟练单片机、LCD、微控制器、模数转换的应用，熟悉芯片的功能,学习相应的函数，程序设计等，用芯片实现模数/数模转换及音频的噪音处理和压缩，编码，解压，解码等。

3、设计主控制器用于管理和控制各种信息和相关操作；搭建主控制器和互联网的连接，实现数据传入互联网。

4、实现实物能根据当前粉尘浓度做出相应的操作。

3. 研究计划与安排

第1－3周：复习网络技术和传感器的基本知识，查找相关资料，明确研究内容，了解研究所需理论基础。确定方案，完成开题报告。

第4－5周：编写部分程序，设计主控制器系统与检测传感器交互的程序和硬件的搭建。

第6－9周：编程实现各算法，搭建单片机实物，并进行仿真调试。

4. 参考文献（12篇以上）

[1] 宁爱民, 文军浩, 郑德智, 等. pm2.5监测技术及其比对测试研究进展[j]. 计测技术, 2013, 33(4):11-14.

[2] 曾健平, 邵艳洁. android系统架构及应用程序开发研究[j].微计算机信息，2011，9(27)：1-3.

[3] 孙睛, 樊建中, 杨永杰. 大气颗粒物质量浓度监测系统的研制[j]. 计算机应用与软件, 2011, 28(2):189-191.