摘要：随着经济的发展，社会的进步，环境问题越来越受到人们的重视，特别是空气污染问题，已经成为人们日益关注的焦点.近年来，我国多地持续出现的雾霾天气，严重影响了我国居民的日常生活，对人体健康带来了威胁.与此同时，PM2.5这个专业性很强的名词备受人们关注，这是因为它粒径小，富含大量有毒、有害物质且在大气中的停留时间长、输送距离远，因而对人体健康和大气环境质量的影响很大.所以，实时监测PM2.5的浓度值对于分析空气质量来说十分重要.

本文研究的是一种集传感器，通信技术和计算机软件于一体的微型监测模型，主要对空气中PM2.5的浓度进行检测.本设计采用德州仪器公司的MSP430F1611单片机作为控制核心，并且将灰尘传感器采集的原始数据在传输前进行计算处理得到PM2.5的浓度值，再通过RS-232和RS-485通信接口将浓度值数据传输给上位机进行显示和保存.本套设备功耗低，体积小，便于安装，操作简单，可搭配其它的空气传感器进行功能拓展.上位机软件界面简单实用，可导出数据进行后续的分析处理.

关键词：空气质量；PM2.5；单片机；RS-232；上位机

 

目录

摘要

ABSTRACT

第1章 绪论-1

1.1 空气质量指数-1

1.2 PM2.5-2

1.2.1 PM2.5的来源及危害-2

1.2.2 PM2.5的安全合格标准-2

1.2.3 PM2.5国内外监测现状-3

1.3 本课题的研究背景、意义和要求-4

第2章 系统硬件设计-5

2.1 系统设计方案简介-5

2.2 MSP430F1611单片机-5

2.2.1 MSP430F1611单片机简介-5

2.2.2 MSP430F1611单片机优势-5

2.3 单片机外围电路及模块-7

2.3.1 时钟电路-7

2.3.2 复位电路-8

2.3.3 电源模块-8

2.3.4 下载电路-9

2.4 RS-232和RS-485串口通信模块-9

2.4.1 RS-232-C简介-9

2.4.2 RS-232模块-10

2.4.3 RS-485简介-11

2.4.4 RS-485模块-11

2.5 灰尘传感器-12

2.5.1 DSM501A灰尘传感器简介-12

2.5.2 DSM501A传感器检测原理-13

2.5.3 DSM501A输出特性-13

2.5.4 DSM501A引脚定义-14

第3章 系统软件设计-17

3.1 主程序模块-17

3.2 定时器模块-17

3.2.1 定时器A功能-18

3.2.2 定时器B功能-19

3.3 串口通信模块-20

3.4 PM2.5浓度值的计算-21

第4章 上位机串口通信软件设计-23

4.1 开发平台及语言简介-23

4.1.1 Visual Studio 2010平台-23

4.1.2 Visual Basic语言-23

4.2 串口通信实现方式-24

4.2.1 SerialPort类-24

4.2.2 SerialPort类常用属性、方法和事件-25

4.3 接收数据存储-26

4.3.1 SaveFileDialog类-26

4.3.2 SaveFileDialog类执行效果-27

4.4 上位机软件界面与调试结果-27

第5章 结论与展望-31

5.1 结论-31

5.2 不足之处和未来展望-31

参考文献-32

致谢-34