论文总字数：14960字

摘 要

随着社会经济的飞速发展，家庭轿车日益成为了大众化的代步工具。人们在车内停留的时间大大增加，人们也开始关注车内的空气质量。车内PM2.5、VOC气体、甲醛CH2O、SO2是常见的、危害大且释放周期较长的污染物。然而，市场上推出的车载空气净化器价格都比较贵，而且使用的效果也差强人意，所以开发一种稳定、安全、环保、经济的车内空气净化器势在必行。

本文研究的对象是汽车车内空气环境，通过分析车内PM2.5颗粒物的含量，再结合这些污染物对人身体健康的危害，决定采用STC15L2K60S2片机、数码管显示器、夏普PM2.5检测传感器GP2Y1010AU0F、吸风机、过滤材料等，检测空气中的PM2.5的浓度值，从而实现空气自动净化等功能。

本文主要从硬件设计、软件设计两大方面对车载空气净化器进行介绍。硬件部分包括电源转换模块、PM2.5传感器模块、数码管显示模块、电机驱动模块等；软件部分包括程序初始化模块程序设计、传感器模块程序设计、数码管显示模块程序设计、PWM调速模块程序设计等。整个设计开发经过测试后发现，该车载空气净化器可以稳定的运行，可以达到空气净化的目的，结合其较低的成本，所以经过功能拓展和后期包装过后会有较大的市场前景。

关键词：空气净化 PM2.5 检测传感器 空气质量检测

The design of car air purifier

Abstract

With the rapid development of social economy, the family car has become a popular means of transport. People stay in the car greatly increased, people began to pay attention to the quality of the air inside the car. In the car, PM2.5, VOC gas, formaldehyde CH2O, SO2 are common, harmful large and long release cycle of pollutants. However, market of car air purifier prices are more expensive, but the effect is unsatisfactory. Therefore, the development of a kind of stability, security, environmental protection, economic car air purifier is imperative.

In this paper, the object is the vehicle interior air environment. Through the analysis of the content of PM2.5 particles inside the car, combined with various factors, and these pollutants harmful to human body health, decided to use STC15L2K60S2 machine, digital tube display, sharp PM2.5 detection sensor GP2Y1010AU0F, ceiling fan, filter material, etc., testing the air PM2.5 concentration values, in order to achieve automatic air purification function.

This article mainly from the hardware design, the software design two aspects carries on the introduction to the vehicle air purifier. Hardware part includes a power conversion module, PM2.5 sensor module, digital tube display module, motor drive module. The software part includes initialization module program design, sensor module program design, digital tube display module program design, PWM speed control module program design and so on. The design and development after testing found that the car air purifier can stable operation, can reach the air purification, according to its lower cost, so through function expansion and post packaging after will have great market prospects.

Key Words: Air purification；PM2.5；Detection sensor；Air quality inspection

目录

摘 要 I

Abstract

第一章 绪论

1.1 研究目的及意义

1.1.1 研究背景 1

1.1.2 车内空气污染的特点和危害 1

1.2 车载空气净化器的应用 2

1.2.1 车载空气净化器的诞生与发展 2

1.2.2 车载空气净化器的市场分析 2

1.2.3 车载空气净化器的研究现状 3

1.3 系统设计的软硬件环境 3

1.4 本文主要内容结构 3

第二章 系统总体设计方案

2.1 设计方案 5

2.1.1 总体任务 5

2.1.2 系统整体设计 5

2.2 微处理器的介绍 6

2.2.1 STC单片机简介 6

2.2.2 STC15L2K60S2单片机功能 6

2.3 传感器选型 8

2.3.1检出方法 9

2.3.2灰尘和烟的判别方法 9

2.3.3关于烟的检出、判定值 10

第三章 系统硬件设计与实现

3.1硬件设计概述 11

3.2 各模块硬件电路的设计 11

3.2.1 电源模块 11

3.2.2 PM2.5传感器模块 13

3.2.3 数码管显示模块 13

3.2.4 H桥模块 15

3.3 PCB板设计 18

3.4 本章小结 19

第四章 系统软件设计

4.1 系统软件设计概述 20

4.2 编程和调试软件环境 20

4.2.1编程语言 20

4.2.2Keil编程软件 20

4.3系统程序 21

4.3.1初始化模块程序设计 21

4.3.2传感器模块程序设计 23

4.3.3 数码管显示模块程序设计 25

4.3.4 PWM调速模块程序设计 26

4.4本章总结 28

第五章 总结与展望

5.1 总结与回顾 29

5.2 展望 29

参考文献

致谢

第一章 绪论

1.1研究目的及意义

1.1.1 研究背景

改革开放以来，我国经济高速发展，人们的收入也逐年增加，家庭轿车也不再是奢侈产品，而是作为一件普通的生活代步工具走进了千家万户。现如今，我国已经成为世界汽车生产和销售的大国。随着我国汽车产业的蓬勃发展，环境问题也日益突出。环境问题主要有以下几个方面：一方面是汽车的尾气和噪音污染；一方面是汽车内部的材料不达标而造成的严重污染；还有一方面是车内人员吸烟等行为造成的污染等^[1]。

由此车内空气质量问题的日益突出，引起了全社会尤其是汽车生产公司对车内空气质量的高度重视，众多企业将车内装饰用品改进成绿色环保、环境友好的材料的同时，也推出了具备各类功能的车载空气净化器。

1.1.2 车内空气污染的特点和危害

车内空气污染是指：在汽车内部不通风和车体装修材料不环保等多种因素下造成的车内空气质量差的情况。

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