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摘 要

近年来，工业化进程不断推进，环境污染问题日益严重，雾霾天气频发，这渐渐地对人体健康构成威胁。环境治理科技研究把环境污染问题的解决作为一项重要的研究课题。本文提出了一款新型空气净化器以解决环境污染这一问题，该新型空气净化器可以检测、吸收或转化空气中的各种污染物，有效提高空气的清洁。本课题设计的空气净化器采用STM32F103RCT6单片机作为控制核心处理器，根据各传感器组成的智能检测系统所检测到的空气质量状况，对电动机的运转进行控制，实现空气净化功能。本文首先介绍了空气净化器的研究背景与意义，然后详细阐述了净化器的工作原理以及各部分器件的选型，根据设计要求提出控制系统的硬件设计方案。最后，通过模块化思想完成各个控制模块的详细设计方案，绘制了相关的电路原理图和印制电路板图。本设计中，硬件设计模块注要包括PM检测电路、VOC检测电路、温湿度检测电路、电机驱动电路、液晶显示电路等。新型空气净化器的控制系统成功实现对空气清洁度的检测，实现污染物的吸附分解，达到净化空气的目的。

关键词：空气净化器、智能检测系统、控制系统、模块化

Abstract

In recent years, continuously push forward the process of industrialization, the problems of environmental pollution have become increasingly serious, frequent fog and haze, which gradually pose a threat to human health. Environmental Technology Research and Treatment to solve the problem of environmental pollution as an important research topic. This paper proposes a new air purifier to solve the problem of environmental pollution, the new air purifier can absorb, decomposition or transformation of various pollutants in the air, improve air cleanliness.

This topic designed air purifier using STM32F103RCT6 microcontroller as the control processor, intelligent detection system according to the various sensors of the detected Air Quality, control the operation of the electric motor to achieve air purification function. This paper introduces the air purifier research background and significance, and then elaborates the purifier works and selection of the various parts of the device proposed hardware design control system according to the design requirements. Finally, to complete the detailed design of each control module by modularization and draw the relevant circuit schematic and printed circuit boards. In this design, hardware design’s modules include PM detection circuit, VOC detection circuit, temperature and humidity detection circuit, motor drive circuit, the liquid crystal display circuit, etc. the New air purifier’s control system successful to achieve the detection of air cleanliness, and realize the absorption or decomposition of pollutants, and also get the clean air’s goals.

Keywords: air purifier, intelligent detection systems, control systems, modular

目录

第一章 绪 论 1

1.1课题的研究背景 1

1.1.1空气污染的现状 1

1.1.2研究意义 1

1.1.3室内空气净化器的发展历程 2

1.1.4国内空气净化器的发展情况 2

1.2课题研究的意义与内容 4

1.2.2研究内容 4

1.3 本章小结 4

第二章 空气净化器的原理与结构 6

2.1 空气净化器的工作原理 6

2.2 空气净化器的结构 6

2.3空气净化器各部分器件选型 7

2.3.1主控制芯片 7

2.3.2智能检测系统 7

2.3.3电动机 8

2.3.4显示面板 11

2.3.5空气过滤网 12

2.3.6空气净化器控制系统硬件框图 12

2.4 本章小结 13

第三章空气净化器系统硬件设计 14

3 .1 最小系统电路 14

3.1.1芯片供电电路与USB串口电路 14

3.1.2晶振电路 15

3.1.3复位电路 15

3.1.4最小控制系统 16

3.2 PM2.5颗粒物检测传感器 16

3.3 CO₂浓度检测传感器 18

3.4温湿度传感器 20

3.5电机驱动模块 24

3.6 显示面板 25

3.7 本章小结 26

第四章 结束语 28

参考文献 29

致谢 30

第一章 绪 论

1.1课题的研究背景

1.1.1空气污染的现状

随着工业化进程的飞速发展，环境污染问题日益严重。WHO的研究发现，2012年在全球范围内由于室内空气污染导致死亡的就有四百多万人，这样一来，就促进了空气净化器的飞速发展，使其市场需求不断扩大^[1]。

每天生活在雾霾之下，人体的健康收到很大危害。室内空气中还会有很多如尘埃、烟雾、细菌等可吸入颗粒物等。在室内空气中，这样的污染物对人体健康有极大危害，各种悬浮颗粒物更是可能会成为疾病传播的介质。在建筑节能和科技的高速发展下，空调变得越来越普遍，建筑的密封性也越来越好，室内外空气之间的相互交换变得越来越少，这使得室内空气质量逐渐恶化。因此开发新型空气净化器装置具有重要的环保价值及社会意义。

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