车载空气颗粒物浓度检测装置的设计
发布时间：2023-04-10 03:52
汽车作为现代人出行的常用交通工具,人们每天呆在车内的时间越来越长,由于车内的空间相对狭小、封闭且空气流动不畅,故车内的空气极易浑浊。随着人们对乘车环境舒适度要求的提高,人们也越来越关注车内的空气质量。空气中悬浮颗粒物作为影响空气质量的主要污染物,不但严重危害人体健康,同时还会吸附车内其他污染物,进而对车内人员造成更大的危害。为此,本文基于光散射法的原理结合嵌入式技术设计了车载空气颗粒物浓度检测装置。检测装置对车内空气总悬浮颗粒物(TSP)浓度和温湿度进行实时检测和报警,与用户移动终端之间近距离通信并将采集到的相关数据信息发送至汽车相应电子控制单元,供汽车电子控制单元在颗粒物浓度超标时采取相应措施。此外检测装置还提供记录装置中颗粒浓度检测部件使用时间的功能,以便在其达到使用寿命时提醒用户及时更换。本文完成的主要工作如下:(1)介绍了颗粒群光散射法检测颗粒物浓度的原理,并以此作为本文检测颗粒浓度的理论依据;分析了检测装置功能和性能的要求并确定了装置的总体设计框架,将装置划分为颗粒物浓度检测前端和车载颗粒物浓度采集系统两部分。(2)基于光散射法原理设计了颗粒物浓度检测前端。检测前端用于感知空...
【文章页数】：81 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
abstract
第一章 绪论
1.1 课题的研究意义及目的
1.2 空气中颗粒物质量浓度的检测方法
1.3 国内外研究及发展概述
1.3.1 光散射法颗粒物质量浓度检测国内外发展状况
1.3.2 车载空气质量监测国内外发展状况
1.4 论文主要研究内容
1.5 论文组织结构
第二章 车载空气颗粒物浓度检测装置的总体设计
2.1 颗粒物浓度检测的工作原理
2.1.1 Mie散射理论
2.1.2 颗粒群光散射法的检测原理
2.2 检测装置的总体功能和性能要求
2.3 检测装置的总体设计框架
2.4 本章小结
第三章 颗粒物浓度检测前端的设计
3.1 颗粒物浓度检测前端总体结构
3.2 检测前端光路系统的设计
3.2.1 散射光源的选型
3.2.2 光电探测器的选型
3.2.3 采光中心角和立体角的确定
3.2.4 光学腔体的结构设计
3.3 检测前端电路系统的设计
3.3.1 光源驱动与调制电路
3.3.2 前置I-V转换电路
3.3.3 四阶带通滤波电路
3.3.4 精密半波整流电路
3.4 本章小结
第四章 车载颗粒物浓度采集系统的硬件设计
4.1 系统硬件总体设计
4.2 主控制模块电路设计
4.2.1 微控制器的选择
4.2.2 微控制器片上资源和管脚分配
4.2.3 主控制模块核心电路设计
4.3 数据采集模块电路设计
4.4 TFT-LCD液晶显示模块电路设计
4.5 数据传输模块电路设计
4.5.1 CAN通信接口电路
4.5.2 低功耗蓝牙模块电路
4.6 其它外围模块电路设计
4.7 电源模块电路设计
4.8 PCB的设计与制作
4.9 本章小结
第五章 车载颗粒物浓度采集系统的软件设计
5.1 系统软件开发平台
5.2 μC/OS-Ⅲ实时操作系统的移植
5.3 基于μC/OS-Ⅲ的多任务并发程序总体设计
5.3.1 系统程序的任务划分
5.3.2 系统程序总体工作流程
5.4 系统任务程序的设计
5.4.1 按键检测任务
5.4.2 数据采集任务
5.4.3 颗粒浓度计算及报警任务
5.4.4 TFT-LCD显示任务
5.4.5 通信任务
5.4.6 独立看门狗任务
5.5 本章小结
第六章 车载空气颗粒物浓度检测装置的测试
6.1 颗粒物浓度检测前端的实验
6.1.1 颗粒物质量浓度的实验标定装置
6.1.2 标定实验
6.1.3 颗粒物浓度检测前端准确度测试和误差来源分析
6.2 车载空气颗粒物浓度检测装置的主要功能测试
6.2.1 报警模块功能测试
6.2.2 CAN通信模块功能测试
6.2.3 蓝牙传输模块功能测试
6.3 本章小结
第七章 总结与展望
7.1 总结
7.2 展望
参考文献
致谢
本文编号：3788274
【文章页数】：81 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
abstract
第一章 绪论
1.1 课题的研究意义及目的
1.2 空气中颗粒物质量浓度的检测方法
1.3 国内外研究及发展概述
1.3.1 光散射法颗粒物质量浓度检测国内外发展状况
1.3.2 车载空气质量监测国内外发展状况
1.4 论文主要研究内容
1.5 论文组织结构
第二章 车载空气颗粒物浓度检测装置的总体设计
2.1 颗粒物浓度检测的工作原理
2.1.1 Mie散射理论
2.1.2 颗粒群光散射法的检测原理
2.2 检测装置的总体功能和性能要求
2.3 检测装置的总体设计框架
2.4 本章小结
第三章 颗粒物浓度检测前端的设计
3.1 颗粒物浓度检测前端总体结构
3.2 检测前端光路系统的设计
3.2.1 散射光源的选型
3.2.2 光电探测器的选型
3.2.3 采光中心角和立体角的确定
3.2.4 光学腔体的结构设计
3.3 检测前端电路系统的设计
3.3.1 光源驱动与调制电路
3.3.2 前置I-V转换电路
3.3.3 四阶带通滤波电路
3.3.4 精密半波整流电路
3.4 本章小结
第四章 车载颗粒物浓度采集系统的硬件设计
4.1 系统硬件总体设计
4.2 主控制模块电路设计
4.2.1 微控制器的选择
4.2.2 微控制器片上资源和管脚分配
4.2.3 主控制模块核心电路设计
4.3 数据采集模块电路设计
4.4 TFT-LCD液晶显示模块电路设计
4.5 数据传输模块电路设计
4.5.1 CAN通信接口电路
4.5.2 低功耗蓝牙模块电路
4.6 其它外围模块电路设计
4.7 电源模块电路设计
4.8 PCB的设计与制作
4.9 本章小结
第五章 车载颗粒物浓度采集系统的软件设计
5.1 系统软件开发平台
5.2 μC/OS-Ⅲ实时操作系统的移植
5.3 基于μC/OS-Ⅲ的多任务并发程序总体设计
5.3.1 系统程序的任务划分
5.3.2 系统程序总体工作流程
5.4 系统任务程序的设计
5.4.1 按键检测任务
5.4.2 数据采集任务
5.4.3 颗粒浓度计算及报警任务
5.4.4 TFT-LCD显示任务
5.4.5 通信任务
5.4.6 独立看门狗任务
5.5 本章小结
第六章 车载空气颗粒物浓度检测装置的测试
6.1 颗粒物浓度检测前端的实验
6.1.1 颗粒物质量浓度的实验标定装置
6.1.2 标定实验
6.1.3 颗粒物浓度检测前端准确度测试和误差来源分析
6.2 车载空气颗粒物浓度检测装置的主要功能测试
6.2.1 报警模块功能测试
6.2.2 CAN通信模块功能测试
6.2.3 蓝牙传输模块功能测试
6.3 本章小结
第七章 总结与展望
7.1 总结
7.2 展望
参考文献
致谢
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