基于移动设备的无线甲醛检测仪的设计与实现

发布时间：2017-04-30 02:04

  本文关键词：基于移动设备的无线甲醛检测仪的设计与实现，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：甲醛是一种可燃、无色、有强烈刺激性气味的气体，易溶于水、醇和醚。甲醛在常温下是气态，通常以水溶液的形式出现。甲醛的用途非常多，除可以直接作为消毒剂和防腐剂外，甲醛还是一种重要的有机材料，可用于合成树脂、塑料、橡胶，也可用于造纸、制造燃料、农药、胶片、炸药等，在木材业和纺织业有着非常广泛的应用。 虽然甲醛有如此多的用途，但它对人体健康却是有害的。人体较长时间处于甲醛浓度超标的环境中，轻者可能导致头痛、头晕、乏力、恶心、呕吐、胸闷及植物神经紊乱等；重者可致癌；孕妇长期接触可能导致胎儿畸形甚至死亡。因此人们需要时刻关注自家居室、办公室空气中的甲醛浓度，如果发现浓度过高，应及时采取相应的措施以避免甲醛对自身造成危害。 检测甲醛的方法有很多。传统的化学检测方法检测精度高，但是检测步骤既多且复杂，需要专业人员进行操作，而且检测时间较长，只适合在实验室中使用，不适合在一般家庭、办公环境中作为日常检测设备使用。新型的电子甲醛浓度检测仪虽然比传统化学检测方法更为方便，但是检测仪器通常体积较大，检测结果需要人工读取，且不具备智能检测功能，不能在甲醛浓度超标时及时进行提示。 本文论述的是一款基于电化学甲醛传感器的智能甲醛检测仪，该检测仪能够自动检测并记录环境中的甲醛浓度值，并可通过无线传输方式将数据传输到移动设备上进行显示，还可以在甲醛浓度超标时通过该检测仪或移动设备进行提示，以提醒用户及时采取相应措施。 本文论述的内容主要包括检测仪硬件系统的设计和软件系统的开发。其中总体方案设计对移动设备运行的操作系统的选择和无线传输方式的选择进行了分析。硬件系统的设计主要包括元器件选型分析、原理图设计以及PCB设计。软件系统开发主要包括微控制器控制程序的开发以及移动设备应用程序的开发。最后在系统测试章节中对检测仪整体的软硬件系统测试方法进行了描述并给出验证结果。
【关键词】：甲醛检测仪 无线数据传输 移动设备
【学位授予单位】：北京工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：O659;R122.1
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 第1章 绪论9-13
• 1.1 课题背景及研究意义9-10
• 1.2 相关研究领域的现状和研究进展分析10-11
• 1.3 主要研究内容及难点11
• 1.4 论文组织结构11-13
• 第2章 总体设计方案13-17
• 2.1 系统概述13-14
• 2.2 总体方案分析14-15
• 2.2.1 移动设备操作系统选择14
• 2.2.2 无线传输方式选择14-15
• 2.3 设计目标15
• 2.4 本章小结15-17
• 第3章 甲醛检测仪硬件和软件设计17-47
• 3.1 甲醛检测仪硬件设计17-28
• 3.1.1 微控制器17-19
• 3.1.2 电源模块19-20
• 3.1.3 存储模块20-22
• 3.1.4 数据采集模块设计22-24
• 3.1.5 蓝牙模块24
• 3.1.6 提示模块24-25
• 3.1.7 功耗估计25-27
• 3.1.8 检测仪原理图27-28
• 3.2 PCB 设计28-31
• 3.2.1 制作元器件的封装28-29
• 3.2.2 元器件布局29-30
• 3.2.3 PCB 布线30-31
• 3.2.4 PCB 图31
• 3.3 甲醛检测仪软件设计31-46
• 3.3.1 微控制器程序总体结构31-32
• 3.3.2 初始化32-40
• 3.3.3 时间控制40
• 3.3.4 无线模块通信控制40-42
• 3.3.5 IIC 总线控制模块42-43
• 3.3.6 数据存储模块43-45
• 3.3.7 甲醛传感器数据采集及分析45
• 3.3.8 自动提示控制45-46
• 3.4 本章小结46-47
• 第4章 移动设备应用程序设计47-53
• 4.1 数据库设计47-48
• 4.2 蓝牙控制模块48-50
• 4.3 数据处理模块50
• 4.4 界面数据管理模块50-51
• 4.5 本章小结51-53
• 第5章 系统测试53-57
• 5.1 概述53
• 5.2 硬件系统测试53-54
• 5.2.1 硬件线路测试53
• 5.2.2 硬件功能测试53-54
• 5.3 软件系统测试54-56
• 5.4 本章小结56-57
• 结论57-59
• 参考文献59-61
• 致谢61

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本文编号：336007