基于单片机的智能空气净化器的设计毕设论文(5)

天津职业技术师范大学2015届本科生毕业设计

图3-10 LCD602液晶屏接口

3.5负离子空气净化器

3.5.1负离子空气净化器的简介

负离子空气净化器既是负离子产生源又是空气净化装置。主要构件是负电晕放电区和通风风扇。电晕线上加有负高压,形成负电晕放电,在其周围形成空间电荷区,产生大量的负离子,负离子随着气流进入室内,起着空气质量调节和净化作用,负直流高压电源接到电晕线上,对地线开始电晕放电。电晕线周围的空气在高压下电离,其中,正离子在强大的负电压电场下,被吸引至电晕线上,负离子则向正极方向移动,一部分达到网状电极,另一部分在风机的作用下,进入到外部空气,这部分负离子部分与空气中的粉尘结合,迅速下降,起到净化空气的作用。

图3-11 电晕放电示意图

15

天津职业技术师范大学2015届本科生毕业设计

3.5.2 负离子发生器结构

负离子浓度和臭氧浓度是负离子发生器的两个主要性能参数。其中负离子的浓度决定着净化效率,而臭氧浓度则决定着负离子发生器是否能被选用。前者越高越好,后者越低越好。这里采用线网状电极电晕放电,电极结构与负离子浓度和臭氧浓度有一下关系:

(1)负离子浓度、臭氧浓度、电晕电流随着放电电压的升高增加;

(2)其它条件相同,电晕线加热(加热电压在电晕线承受范围内)可以提高负离子 浓度、增加电晕电流,而降低臭氧浓度;

(3)其它条件相同,电极间距减小(保证在该结构下起晕电压、火花放电电压之 间有足够的变化空间),负离子浓度、臭氧浓度、电晕电流都上升,反之则下降; (4)其它条件相同,接地电极线间距增大,负离子浓度、臭氧浓度、电晕电流下 降,反之上升;

(5)其它条件相同,电晕线并联时各参数都要高于电晕线串联时的情况; (6)其它条件相同,电晕线长度增大,负离子浓度上升,臭氧浓度和电晕电流降 低。

4 软件设计

软件是计算机系统的大脑，没有软件的计算机就像没有大脑的人一样，不能充分发挥它的功能。在本次设计的控制系统中，硬件设备的功能是通过软件来赋予其意义的，如系统要控制负离子空气净化装置，首先要通过有线串行通信程序来完成控制功能，其次在定义按键功能，通过编程完成LED数码显示等等，综上所诉，软件是控制系统中的一个非常重要组成部分。

本次设计的控制系统的软件程序包括：风扇开关控制程序、负离子空气净化开关控制程序、报警扫描控制程序、传感器数据采集程序、液晶屏显示控制程序、红外遥控程序以及按键功能程序等。本着软件设计的基本方法此次设计控制程序的软件设计方法是利用传统的结构化分析与设计方法来完成的。结构化程序设计方法虽然是早期的程序设计方法，但该方法还一直被广泛地使用。结构化系统分析与设计贯穿整个软件设计过程，遵循“自顶向下，逐步求精”的基本原则。

16

天津职业技术师范大学2015届本科生毕业设计

空气净化控制系统风扇开关控制负离子空气净化开关控制报警扫描控制传感器数据采集液晶屏显示控制红外遥控按键功能 图4-1 空气净化控制系统软件程序总体结构图

4.1主程序设计

本系统在接通电源后，首先对所有模块进行初始化配置，延时5S对传感器预热处

理，预热时间到达后系统模块进入正常工作模式。首先是QS-01传感器正常开启后对传感器检测区域进行数据的收集，并将检测到的数据传送到单片机，单片机读取到监测初始数据后需要经过数据处理函数，对数据进行处理并与设定的预警值进行比较，将比较后所得到的标志位数据进行报警电路和设备驱动电路的触发，并将实时数据传送到LCD1602液晶显示屏进行实时环境状态参数的显示。

如果检测到的环境参数超过预警值时，单片机IO口将驱动继电器电路工作，继电器电路工作后会接通负离子空气净化装置和排风装置，通过运行相关净化装置使室内的空气质量保持到安全阈值范围，此时，显示屏上显示检测的空气污染程度已经低于基础设定，风扇以及负离子空气净化装置停止工作。可以通过本地设置和红外遥控设定预警值，同时本设计也设定了手动启动程序，不论传感器检测到的数据是否超过基础值，当你手动打开时，都可以进行空气净化过程，风扇和负离子空气净化装置可以单独开启。同样，当设备工作的时候也可以手动停止设备的运行，当按下停止遥控按钮时，风扇和负离子空气净化装置同时停止。 具体工作流程如下图所示：

17

天津职业技术师范大学2015届本科生毕业设计

开始初始化延时5S气体传感器数据采集LCD显示检测数据中断设定预警值信号YN更新预警值N判断是否超过预警值Y报警和继电器驱动函数

图4-2 主程序工作流程图

4.2红外遥控设计

在本次的设计当中，当系统启动时，在一定范围内可以通过红外遥控器对该设备进行控制。并且遥控器也可以设定系统的预警值和开启或关闭风扇以及负离子空气净化装置。

4.3液晶屏显示设计

本设计采用的是LCD1602液晶显示屏，单片机将检测并处理完成的传感器数据实时发送到液晶屏，然后显示屏通过一个直观的数据显示出来，使操作人员可以更直观的观测到所想检测的空气质量数据。

18

天津职业技术师范大学2015届本科生毕业设计

开始定义管脚设置显示模式设置输入模式传送显示地址传送显示数据返回

图4-3 液晶屏显示流程图

4.4 QS-01传感器工作设计

QS-01传感器，当接通电源后，该传感器启动并预热完成后开始工作，通过内部的电路检测所在空间的空气污染程度，然后将这种模拟量传送到单片机，单片机内部的AD转换电路将其转换为单片机可识别的数字量，单片机根据接收到的数据进行相关函数的运行。

19

百度搜索“77cn”或“免费范文网”即可找到本站免费阅读全部范文。收藏本站方便下次阅读，免费范文网，提供经典小说综合文库基于单片机的智能空气净化器的设计毕设论文(5)在线全文阅读。