基于STM32的多功能空气质量监测系统设计

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人类社会文明发展史也可以说是一部能源史,随着科技不断地发展,人类对能源的需求也会不断增长。人类目前的能源供应主要还是依赖于化石燃料,化石燃料具有获取方式简单、价格低、热值高等优点,使之成为经济发展中首选的能源。但是也不可避免地带来了大气污染问题,燃烧化石燃料过程中会有COx、SOx、NOx和烟尘等产生,如果不经过处理,直接排放必将会对空气造成污染。如何对空气质量进行有效地监测成为亟待解决的问题,以往的空气质量测量设备庞大,价格昂贵,不适合多网点、定位和实时测量,特别是针对重点空气污染企业,如何对其进行精准、快速、实时地监测成为一个急需解决的问题。随着传感器、无线通讯和物联网技术的发展,越来越多的智能硬件被设计出来,实现万物互联,应用到各行各业当中去。本文设计的多功能空气质量监测系统,可以满足目前市场和环境监管部门对空气质量监测提出的新的复杂要求。系统中使用STM32F103RCT6作为主控芯片,实现对采集的数据获取、处理及相应模块的控制。使用3MST/F二氧化硫传感器,实现对空气中的SO2浓度有效地监测;使用激光粉尘传感器,采集空气中的PM2.5和PM10浓度信息;使用WiFi模块将设备端所采集的数据发送给云平台,云平台也可以通过发送指令来控制设备端;MC20模组可以利用GPS定位系统,获取当前设备的地理位置信息,实现设备的定点测量功能,还支持发送报警短信给用户;使用SHT25温湿度传感器,对当前测量环境的温湿度进行监测;系统采用220V市电转12V直流电供电,实现系统供电的需求,也可以采用锂电池充电电路供电,满足便携式版本的供电需要;所有的采集数据都可以通过OLED屏实时显示出来,也支持手机APP和云平台实时显示,方便用户查看和控制。本文完成了空气质量监测系统的市场需求调查、总体方案设计、软硬件方面的详细设计、整个系统的调试和测试。相比于普通的空气质量监测系统,本文设计的监测系统拥有更加丰富的功能,具有微型化、远程监控、阀值报警、方便携带等优点和特点,便于现场应用;也可以根据实际需求进行固定安装,实现多点位和精确定位监测,降低人力监测成本,为实现全天候和多点位监测提供了可能,可以满足当前对于空气质量监测所提出的新的要求,具有较为明确的市场价值和广大的应用前景。
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