基于单片机技术空气净化装置的设计

韩镒戎,李云浩,周岩,康轲豪,李林洋

山东农业工程学院机械电子工程学院

摘要：随着生活质量的不断提高，人们对美好生活的向往也越来越大，人们对于环境的要求也越来越高，民众开始关注空气质量对自己生活的影响。但是随着科技的发展，不可避免带来控制质量的下降，那么空气净化器的使用就显得十分重要，在本文中就介绍了一款带有PM2.5检测的空气净化器。它可以对空气中的PM2.5进行检测，检测的数据则作为人们是否开启空气净化器的标准。这样随着空气的精华，也会提高人们的幸福感。而且此款净化器使用场合非常广泛，能够很好地适应世界发展的潮流。

关键词：环境改善空气净化检测数据

• Design of air purification device based on single chip microcomputer technology

Abstract：With the continuous improvement of life quality, people's yearning for a better life is also growing, people's requirements for the environment are also increasingly high, people begin to pay attention to the impact of air quality on their lives. However, with the development of science and technology, it is inevitable to bring the decline of quality control, so the use of air purifier is very important. In this paper, an air purifier with PM2.5 detection is introduced. It can measure PM2.5 in the air, and the data can be used as a standard for people to turn on air purifiers. This, along with the essence of the air, will also improve people's happiness. And this purifier is used in a very wide range of occasions, can well adapt to the trend of world development.

Keyword：environmental improvement；air purification；test data

一、引言

随着社会的发展，不可避免带来对空气的污染，而空气中的主要污染物是PM2.5。PM2.5能较长时间悬浮于空气中，且在大气中的停留时间长、输送距离远，对人体健康和大气环境质量的影响大。

针对目前我国室内空气PM2.5和有机化合物污染严重，我们设计了这款产品。它主要用于清除室内空气污染物，有效提高空气清洁度。

二、功能与指标

我们把传统的按键操作优化成了触摸屏操作，并保留了按键，实现了触摸屏与按键的双控制，操作简单易懂。加入触摸显示屏使得检测数据和操作界面看起来更直观，操作起来也更方便。

这款空气净化器有三个不同档位，它可以适应不同场景。其中的PM2.5检测模块可将测得的值反馈给MCU。单片机会自动根据检测值进行跳档调速。通过触摸与按键来改变不同的功率和舒适度，适合不同人群的操作。

此款净化器有总开关和运行开关双重开关，这样设计保证了整个系统运行的可靠性和安全性，不会因为乱触摸带来的麻烦。

新增睡眠模式，此款净化器开启睡眠模式后，噪音明显减少小，呵护你的睡眠时间。

三、设计内容

（1）主控模块

我们选择了stm32f103c8t6开发板作为主控模块。通过stm32f103c8t6开发板的主控模块，实现了控制电机转动以及转速。控制GP2Y10灰尘检测模块得到空气中PM2.5的含量，控制LCD显示屏，以及控制BEEP蜂鸣器的开关功能，最终实现了带PM2.5检测的空气净化器的功能。

（2）GP2Y10灰尘检测模块

在产品中我们加入了GP2Y10灰尘检测模块，实时监测空气中的PM2.5的含量，同时数据实时反映在LCD显示屏，在PM2.5超过预定标准时，装置会自动报警。

（3）显示模块与整体外观

我们经过考虑，选择了ili9486显示屏作为操作控制界面，并将所测得的数据实时显示在显示屏上。

顶部的送风格栅增加了一道防护条设计，避免造成人身伤害。同时取消了机身内部的金属钣金件，整机重量进一步降低。气净化器整机外壳用了耐候性ABS材料，长时间使用和暴晒的情况下机身不易发黄。

四、实验原理与过程

室内空气从装置后方进气口进入，空气中的大颗粒污染物可以过滤掉，经过涡流风机回风口，将气体中的异味以及有毒的化学物质过滤掉，同时在进气口和出气口利用传感器检测分析，数据实时反映在LCD显示屏，在PM2.5超过预定标准时，装置会自动报警。

五、特色与创新点

（1）双操作模式

触摸屏用于显示和和操作更加便利，也能让用户更加直观，方便的观察到室内空气质量情况。同时保留按键操作，让受众人群更加广泛

（2） PM2.5的检测

加入了GP2Y10灰尘检测模块，利用灰尘检测模块来对室内空气质量进行检测，当浓度大于设定值时就启动空气净化器。

（3）睡眠模式

新增睡眠模式，普通净化器晚上使用时没有睡眠模式，此款净化器开启睡眠模式后，噪音明显减少小，呵护你的睡眠时间。

（4） 商品化程度高

在原有净化器的基础上修改电路和操作模式，可行性高，可靠性强。而且操作界面更人性化，消费者更容易接受。

六、未来改进方向

（1）遥控操作

拟采用红外发射和接收器来实现对净化器的控制，当距净化器很远，你可以采用遥控器或其他移动端来控制净化器的一些操作。

（2）远程控制

我们拟采用WiFi模块将灰尘检测模块测得的数据传输到客户的移动端上，。用户可根据传输的值进行相应的操作。

（3）其他气体的监控

我们希望在后续的改进中加入其他气体的模块检测，以便于排除其他方面的隐患。

参考文献

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