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1、摘 要室内空气中的微粒、细菌、病毒和其他有害物质日积月累地损害着人们的身体健康，特别对于那些长期处于室内环境的人。随着生活水平的提高，人们对自己日常生活和工作的室内空气环境质量的要求和期望也在不断提高，室内空气净化技术成为了环境领域的一个新的课题。尤其是在室内空气净化器诞生以后，各种不同类型的空气净化器如雨后春笋般涌现入市场，本论文则是在此背景下研究并设计出一种新型的、利用紫外线杀毒的空气净化器电路控制系统。本论文研究的紫外线空气净化器的控制系统，是基于AVR单片机进行设计、开发与实现的。首先，完成系统功能需求分析，选择合适的ATmegal28单片机，设计出课题研究的空气净化器控制系统的总体结
2、构与工作原理框架；其次，利用TGS800气体传感器与LHi878热释电红外传感器分别检测室内空气质量和移动人体红外信号，并将采集信号输出给单片机端口，单片机根据检测到得各个模块的硬件电路设计，从硬件模块的总体结构出发，分别设计了电源控制、电机控制、紫外灯管控制、液晶显示器控制、红外遥控以及功能按键控制等模块的电路原理与实现，并在此基础上介绍了单片机控制系统的主要功能程序设计，完成了控制系统的试运行与调试。本文研究的这款空气净化器是典型的利用紫外线对空气进行杀菌与消毒的产品，其两个传感器数据采集模块的集成是项目设计的重要创新点之一，他们集成使得本空气净化器具有自动采集与自动调整工作状态的功能，实
3、现了产品的智能化、节能性与环保的特点。该空气净化器电路控制系统的成功研制，必将为室内空气污染控制与空气净化技术作出巨大的贡献。关键词：空气净化器；AVR单片机；控制系统；紫外线；传感器AbstractIndoor air particles, bacteria, viruses and other harmful substances have damaged to peoples health, especially for those people in the indoor environment in a long time.With the improvement of living
4、 standards, peoples air environmental quality requirements and expectations of their daily lives and work own indoor have also increased misconduct. Indoor air purification technology has become a new field of environmental protection issues Especially after the birth of indoor air,so many different
5、 types of air purifier have sprung up into the marke.In this paper, a new circuit system of air purifier with ultraviolet disinfection has been developd in this context.In this paper, the control system of ultraviolet air-purifier has been designed and developed based on AVR microcontroller. Firstly
6、 the requirements analysis of system functional has been completed. ATmegal28 microcontroller has been choosed to design the air purifier control system structure and working principle of the overall framework of this research project.Secondly, TGS 800 gas sensor And LHi878 pyroelectric infrared sen
7、sor have been used to detect indoor air quality and mobility of human IR signal.Hardware circuit design of each module of this circuit control system has been described priority in this paper.The overall structure of the hardware modules has been designed firstly, and then the circuit theory and imp
8、lementation of the modules has been designed firstly, infrared remote control and function keys control have been designed. On this basis, the main function of microcomuter control system programming has been discribed, and the trial operation control system and debugging has been completed.This typ
9、e air-purifier which has been researched in this paper, is a typical indoor air- purifier for the ues of ultraviolet sterilization and disinfection product. The successful development of this air-purifiers circuit control system, will make a significant contribution for door air pollution control an
10、d air purification technology inevitable.Keywords: air-purifier; AVR microcontroller; control system; sensor目 录第1章 绪 论11.1 课题研究的背景11.1.1 室内空气污染的现状11.1.2 室内空气净化器的发展现状11.2 研究内容3第2章 空气净化器控制系统的总体设计52.1 AVR单片机简介52.2 ATmega128单片机62.2.1 ATmega128的引脚配置62.2.2 ATmega128主要特性72.3 空气净化器控制系统总体设计72.3.1 空气净化器功能概述82
11、.3.2 控制系统需求分析92.3.3 系统总体结构设计102.3.4 系统工作原理设计11第3章 传感器数据采集模块设计与实现133.1 数据采集系统133.1.1 数据采集系统的类型133.1.2 数据采集系统的结构配置133.2 气体传感器数据采集模块设计143.2.1 费加罗TGS气体传感器143.2.2 TGS800传感器数据采集实现163.3 红外传感器数据采集模块设计213.3.1 红外传感器概述213.3.2 热释电型红外传感器22第4章 控制系统的硬件设计与实现244.1 初控制系统硬件模块总体结构244.2 选电源控制模块设计254.2.1 电源模块结构254.2.2 电源
12、电路设计254.3 电机控制模块设计274.3.1 单相异步电动机274.3.2 电容式启动设计274.3.3 电机控制电路设计284.4 灯管控制模块的设计294.4.1 灯管驱动控制电路294.4.2 灯管信号反馈电路304.5 液晶显示器模块设计314.5.1 12864显示器基本结构314.5.2 12864显示器控制电路324.6 红外遥控模块设计334.6.1 红外发射模块334.6.2 红外接收模块334.7 按键模块的设计344.7.1 复位按键电路344.7.2 功能按键电路35第5章 控制系统的软件设计与实现365.1 控制系统程序总体结构365.1.1 系统程序总体结构3
13、65.1.2 系统程序主流程365.2 系统初始化程序设计375.3 显示器控制程序设计385.3.1 基本操作指令与坐标385.3.2 显示程序流程395.3.3 显示程序实现405.4 电机驱动与控制程序设计415.5 灯管驱动与控制程序设计425.6 红外遥控程序设计425.7 功能按键控制程序设计43第6章 结 论44参考文献45致 谢46附 录47 / 文档可自由编辑打印第1章 绪 论1.1 课题研究的背景1.1.1 室内空气污染的现状随着生活水平的迅速提高，人们对自己日常生活和工作的室内空气环境质量的要求和期望也不断提高。同时，建筑节能的要求却在现代科技的支持下，使室内建筑的密闭性
14、越来越好，室内空气与室外空气的交换越来越少，极易导致室内污染物的积累，引发室内空气污染。当前，室内空气污染被认为是继“煤烟型”、“光化学烟雾型”污染后的第三大类污染。室内空气污染可以定义为：由于室内引入能释放有害物质的污染源或室内通风不佳而导致室内空气中有害物质，无论是数量上还是种类上不断增加，并引起人的一系列不适症状的现象。通常所说的空气污染是指室内外的空气受到污染，我国的空气污染治理始于20世纪70年代，主要围绕工业污染源进行治理。随着国家对环保投入的加大，国民环保意识的提高，特别是全国主要城市空气污染日报及预报的发布使各界、各阶层人士对环境的重视、尤其是人们自身生活范围环境的重视达到了前
15、所未有的程度。实际研究表明，室内环境污染往往比室外污染的危害更为严重，空气中的微粒、细菌、病毒和其他有害物质日积月累地损害着人们的身体健康，特别是长期处于封闭室内环境的人尤其如此。统计发现，我国20世纪80年代以前，室内污染物主要是燃烧煤所产生的二氧化碳、一氧化碳、氮氧化合物。90年代初期，由于室内吸烟、燃煤、烹调以及人体呼出的二氧化碳等149种有害物质对室内的污染，引发了室内空气换气剂的销售热潮。到90年代末，随着住宅的改革和国民生活水平的提高，特别是建材业的高速发展和装修热的兴起，由装饰材料造成的污染成了室内污染的主要来源，尤其的空调的普遍使用，要求建筑结构有良好的密闭性能，以达到节能的目的，而现行设计的空调系统多数新风量不足，在这种情况下造成了室内空气质量的进一步恶化。室内空气污染的现状在时刻提醒我们，对于室内空气地解决室内空气质量问题已逐渐被人们所关注，也是环保科技中一项重要的研究课题。1.1.2 室内空气净化器的发展现状室内净化技术是近二十年来随着现代科学技术，现代工业的发展而逐步形成的一门综合性新技术。目前，改善室内空气质量的现行方法分为三种：源控制、通风和空气净化。源控制是改善空气质量最明显的方式，这在室外环境中使用得非常成功，也是发达国家很多城市室外空气质量明显改善的主要原因；
