陕西理工学院本科毕业设计任务书
院(系) 物理与电信工程学院 专业班级 通信工程(通信1201) 学生姓名 王奔 一、毕业设计题目 病房空气质量监测系统的设计 二、毕业设计工作自 2015 年 12 月 22 日 起至 2016 年 6 月 18 日止
三、毕业设计进行地点: 物理与电信工程学院实验室 四、毕业设计应完成内容及相关要求：
对于医院的患者来说，病房是患者长期活动的场所，对空气质量有很高的要求。如果病房的PM2.5浓度居高不下，将逐步对患者的呼吸系统、心脑系统和神经系统造成较大的损伤，将阻碍患者的康复和加大患者并发症的患病率。而PM2.5无色无嗅，单靠医护人员的观察，很难判断当前的浓度值，也无法进行必要的措施；现有的PM2.5测装置过于昂贵和庞大，用于实时监测病房细颗粒物环境存在很大的问题，基于这种背景，要求设计一款病房PM2.5实时监测系统，具有成本低廉体积较小的特点，能够实时显示当前病房的PM2.5浓度值，当病房PM2.5 浓度过大时，提醒医护人员
及时采取有效措施，降低患者对PM2.5 的吸入率。 五、毕业设计应收集资料及参考文献：
1、应收集与课题相关文献12篇（其中包括一篇英文文献），文献的发表年限应为2010年至2016年； 2、除了文献之外，所参考的书目不能超过3篇；
3、所有的参考资料要留存电子版，在交论文时一并打包交予指导教师。 六、毕业设计的进度安排：
1、必须查阅大量资料（包括一定数量的外文资料），了解课题的研究背景、意义，熟悉设计中要用到的相关电路知识；完成开题报告；并完成一篇外文文献的全文翻译工作； （1月1日－3月18日） 2、进行系统的概要设计；（3月19日－4月10日） 3、熟悉设计软件，并提交中期报告；（4月10日－4月20日） 4、系统的设计与实现；准备作品的验收；完成论文第一稿；（4月21日－5月10日） 5、根据要求对对论文及作品进行完善，完成论文第二稿；（5月11日－5月20日） 6、制作答辩PPT，准备答辩材料，准备答辩，并完成后续工作；（5月21日－6月10日）
7、必须定期与指导老师见面，汇报进展情况，按时完成论文的撰写工作。 指导教师签名 刘亚锋 专业负责人签名 王战备 学院领导签名 熊晓军 批准日期 2016-01-10
病房空气质量监测系统的设计
王奔
(陕西理工学院物理与电信工程学院通信工程专业1201班，陕西 汉中 723003)
指导教师：刘亚锋
[摘要]室内空气污染会影响人体系统和各种器官，威胁到人的身体健康。因此,保持空气清新健康是很有必要
的。本文设计了一种采用单片机监测病房空气质量的系统。该系统把传感器技术与单片机控制技术以及AD转换技术相结合，实现对病房中PM2.5的采集以及温湿度的采集。本系统采用STC89C52单片机为控制中心，由夏普GP2Y1010AU0F灰尘传感器测量空气粉尘浓度，DHT11温湿度传感器测量温度和湿度，LCD1602显示当前空气PM2.5浓度、湿度和温度。当病房空气质量超过设置的上限值，蜂鸣器将自动报警，提醒医护人员采取一定措施。本设计系统操作简单，成本低廉，体积较小，测试精度也较高，方便医院等场所使用，具有一定的实用价值。
[关键词] 空气质量；监测系统；粉尘浓度；灰尘传感器
The design of ward air quality monitoring system
Wang Ben
(Grade12,Class 01,Major in Communication Engineering,School of Physics and
telecommunication Engineering of Shaanxi University of Technology, Hanzhong 723003,Shaanxi)
Tutor: Liu Yafeng
Abstract: Indoor air pollution can affect various organs and body systems, and threat to human health. Therefore,
keep the air fresh and healthy is necessary. This paper presents a single-chip system to monitor air quality in the ward. The system is the sensor technology and control technology and single-chip AD conversion technology, to achieve the ward and PM2.5 collected temperature and humidity acquisition. The system uses STC89C52 microcontroller control center, measuring the concentration of airborne dust by Sharp GP2Y1010AU0F dust sensor, DHT11 temperature and humidity sensors measure temperature and humidity, LCD1602 display the current air concentration of PM2.5, humidity and temperature. When the air quality exceeds the upper limit of the ward setting, the buzzer will automatically alarm to alert medical personnel to take certain measures. The design of the system is simple, low cost, small size, high accuracy test, hospitals and other places convenient to use and practical value.
Key words: air quality ; monitoring system ; dust concentration ; dust sensor
目 录
引言 ............................................................................................................... 1 1课题背景及研究概况 ............................................................................... 2
1.1课题的背景 ........................................................................................... 2 1.2国内外研究现状 ................................................................................... 2
2系统方案论证与选择 ............................................................................... 3
2.1主控制器模块选择 ............................................................................... 3 2.2按键的选择 ........................................................................................... 3 2.3显示模块的选择 ................................................................................... 3 2.4总体方案设计 ....................................................................................... 3
3系统主要器件 ........................................................................................... 5
3.1 GP2Y1010AU0F传感器 ......................................................................... 5 3.2 ADC0832模数转换器 ........................................................................... 7 3.3 LCD1602液晶屏 ................................................................................... 8 3.4 STC89C52单片机 ............................................................................... 10 3.5 DHT11温湿度传感器 ......................................................................... 11
4 系统硬件设计 ........................................................................................ 13
4.1主控制模块的设计 ............................................................................. 13 4.2显示模块电路的设计 ......................................................................... 13 4.3报警模块的设计 ................................................................................. 14 4.4按键模块的设计 ................................................................................. 14 4.5粉尘模块电路设计 ............................................................................. 14
4.6污染级别提醒电路设计 ..................................................................... 15 4.7 温湿度传感器模块设计 .................................................................... 15
5 开发软件与硬件调试 ............................................................................ 17
5.1 Keil的应用 ....................................................................................... 17 5.2 Proteus的应用 ................................................................................. 17 5.3软件设计 ............................................................................................. 17 5.4软件调试 ............................................................................................. 18 5.5焊接测试 ............................................................................................. 19
结束语 ......................................................................................................... 21 致谢 ............................................................................................................. 22 附录A 英文文献原文 ............................................................................... 24 附录B 英文文献译文 ............................................................................... 32 附录C整体电路原理图 ............................................................................ 40 附录D 源程序 ........................................................................................... 41 附录E 元器件清单 ................................................................................... 47