基于单片机的智能空气净化系统

浓度，将各项数据显示到液晶显示屏，当浓度超过设置的警戒值时，控制蜂鸣器发出警报。根据浓度大小控制空气净化 器电机转速,实现空气净化器的智能控制，空气质量差时,实现快速空气净化;空气质量好时，能省电降低噪音。实验表 明，该系统对清除室内空气污染物质、提高室内空气质量有良好的效果。【关键词】单片机;空气净化;传感器A Design of Intelligent Air Purifier System Based on MCUZHENG An-yu, YANG Sheng-chun, LI Hong-xiang, FANG Yan-ping(Anhui Electrical Engineering Professional Technique College, Hefei 230051, China)[Abstract] An smart air purification system based on 51 single chip computer is designed. The concentration of PM2.5,

fbimaldehyde and other harmful health substances in the air is collected by sensors in real time, and the data are displayed

on the LCD screen. When the concentration exceeds the standard, the buzzer is controlled to give an alarm. According to the

concentration, the motor speed of air purifier is controlled. When the air quality is poor, the rapid air purification is achieved.

When the air quality is good, the power saving and noise reduction are achieved.[Key words] MCU; air purification; sensor冲图分类号〕TP212.9

〔文献标识码〕A 〔文章编号〕1674 - 3229(20⑼03- 0039 - 030 引言随着生活水平的提高，人们对生活环境舒适度

空气净化电机、数据显示器与网络模块组成，如图1 所示。的要求也随之提高，室内装修也越来越精致。室内 装修材料的大量使用，不可避免地使室内甲醛浓度

增高,影响家庭成员的身体健康。环境与室内空气的污染,催生了人们对空气净

化器的需求。本文设计了一种基于单片机的智能

空气净化系统,通过各种传感器实时采集室内空气

质量数据，显示到液晶显示屏,并根据采集的各项

数据,控制电机转动速度,实现空气净化器的智能

图1系统整体设计控制。单片机:基于软件程序规模与单片机ROM容量 大小，选用AT89C52E。使用单片机处理各传感器 采集的数据，根据数据判断空气质量，驱动电机转 动。持续采集空气质量数据,根据前后数据变化,

1系统设计1.1系统整体设计本系统由主控制单片机〔5、空气检测传感器、

［收稿日期］2019-04-03反馈到电机转速的变化上。［基金项目］2019年度安徽电气工程职业技术学院科研重点项目(2019zdxm03)［作者简介］郑安豫(1981-),女，硕士，安徽电气工程职业技术学院自动化与信息工程系讲师，研究方向：自动化。• 39 •2019年9月廊坊师范学院学报(自然科学版)第19卷•第3期数据显示LCD :采集的空气PM2.5、甲醛浓度以 及实时电机转速数据，通过液晶显示屏显示。电机驱动：风扇驱动采用PWM(Pulse Width Modulation)控制直流电机的转速El。由于选用的 单片机中没有PWM输出功能，本系统中采用定时

器与软件控制来实现PWM的输出。WIFI模块:为了与其他智能家居进行连接通

信，设计中添加WIFI模块与其他智能电子产品或者 本地无线网络连接,将空气质量数据保存至网络数 据库。空气检测传感器:本系统包含PM2.5、甲醛浓度

测量功能,需要两种传感器分别检测PM2.5与甲醛 浓度。1.2 PM2.5传感器系统选用光学灰尘传感器(GP2Y1010AU0F)来 检测空气中PM2.5值⑷。光学灰尘传感器

(GP2Y1010AU0F)对检测非常细的颗粒非常有效,

并且常用于空气净化系统。传感器引脚1连接 220uF电容和150欧姆的电阻，引脚2连接单片机的 P3.2,引脚5是粉尘浓度的模拟量输出，连接模数转

换器(ADC0832)通道1。具体电路图如图2所示。VCCR1PM1150 QC1220U FGND11.3甲醛传感器系统选用ZE08-CH2O型电化学甲醛模组来检 测空气中的甲醛浓度⑴。它利用电化学原理探测 空气中的甲醛，具有良好的稳定性与选择性。该型

传感器内置温度传感器，可进行温度补偿,能够进

行数字与模拟输出。传感器引脚3接地，引脚4接 电源，引脚5连接单片机P3.0 口，具体电路图如图3

所示。• 40 •2软件流程智能空气净化系统的软件主流程如图4所示。系统软件采用C语言编写，在Keil |xVision4中 编译。每隔3分钟从传感器中获取PM2.5浓度与甲 醛浓度数据，并将获取的数据显示到液晶模块中。

如果任何一种物质浓度超过设置的警戒值,触发蜂 鸣器报警2分钟，设置电机全速转动，驱动空气净化 装置提高室内空气质量,降低有害物质浓度。如果

空气质量低于警戒值,设置电机低速转动,维持空

气质量的同时，降低噪音、节省电力。图4主程序流程图第19卷•第3期郑安豫等:基于单片机的智能空气净化系统2019年9月3结语本文设计了一种基于单片机的智能空气净化 系统,通过传感器定时采集空气中有害物质的浓

度,并将采集的浓度数据显示到液晶屏，根据取得

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的数据，设置空气净化器电机转速，实现了空气净

化器的智能控制。本设计结构简单，控制流程简

洁，适合所有空气净化装置的智能化改造。电子器件,2015,(1): 198-202.⑹ 耿树芳，王宁，张雪莹，等.一种基于STM32的智能家居无

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