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编号：
HJJ-32-2021-018
设计简介：
本设计是基于单片机的空气质量监测，主要实现以下功能：
- 可实现LCD1602显示DS1302时间以及空气质量值
- 可通过按键对时间进行设置
- 可通过按键对空气质量阈值进行设置
- 可通过按键设置时间区间，当前时间在设置时间范围时，打开排风继电器
- 空气质量大于设置阈值进行声光报警，并打开排风继电器
- 每半分钟语音播报当前空气质量
- 系统通过蓝牙模块向手机发送当前时间以及空气质量
标签：STM32单片机、LCD1602、MQ-135
题目扩展：空气监测、气体监测
1. 中控部分
- 核心控制器：STM32F103单片机，负责获取输入数据、处理数据并控制输出部分。
2. 输入部分
- 时间检测模块：STM32自带的RTC模块，用于获取当前时间。
- 空气质量检测模块：MQ-135模块，检测当前空气质量。
- 独立按键：五个独立按键，用于切换界面、调整空气质量阈值、调整时间、设置定时时间、选择是否使用定时功能。
- 供电电路：为整个系统提供电源。
3. 输出部分
- 显示模块：LCD1602模块，显示时间、空气质量浓度、空气质量阈值、定时时间、开始时间、结束时间等信息。
- 语音播报模块：每半分钟播报一次空气质量。
- 继电器：当到达设定的开始时间时，继电器打开。
- 蓝牙模块：每秒发送一次时间和空气质量数据。
- LED指示灯：当空气质量超过阈值时，LED灯闪烁。
- 蜂鸣器：当空气质量超过阈值时，蜂鸣器报警。
5 实物调试
5.1 电路焊接总图
首先将电路焊接在集成板上，共有以下部分，第一部分是电源模块，将电源插座、电源开关、10k电阻和一个指示灯依次焊接，焊接好之后插入DC 电源，指示灯点亮，电源模块测试正常。第二部分是显示模块，排针焊接好后，将OLED显示屏插入排针。第三部分是单片机模块，本次课题使用的是STM32单片机。第四部分是复位电路模块，一个复位按键、10uF极性电容、10k电阻为一个模块焊接，构成复位电路。第五部分是5V转3.3V电路焊接而成。第六部分是USB转TTL模块，焊接下载接口GND、TXD、RXD，将HEX文件下载到单片机中，查看是否能下载正常,测试验证一切正常。第七部分是独立按键模块。第八部分是空气质量检测模块，第九部分是时钟模块，第十部分是TTS语音播报模块，第十一部分是继电器。下图5-1为焊接完整实物图：
图5-1电路焊接总图
5.2 连接蓝牙实物测试
如图5-2所示，连接蓝牙模式，未连接状态是连接指示灯闪烁，在手机上找到名字为JDY-31-SPP点击旁边的加号连接，出现连接密码为“1234”，连接后，板子上的连接指示灯长亮。在手机设置界面点击编辑模式，进行设置按钮。
图5-2连接蓝牙实物图
5.3 设置阈值实物测试
如图5-3所示，我们设置阈值，我们按下按键K1进入设置阈值界面，按键K2阈值加一，按键K3阈值减一。我们将阈值设置到所需要的阈值。
图5-3 设置阈值实物图
5.4设置继电器开启时间实物测试
如图5-4所示，此设计中我们设置好阈值，设置继电器倒计时阈值，按下按键K2时间加30秒，按下按键K3时间减30秒。这里我们设置到30秒。可以手动控制继电器，按下按键K5手动打开继电器。
图5-4设置继电器开启时间实物检测
5.5 自动模式下实物测试
如图5-5所示，按下按键K5切换自动模式，我们设置好继电器时间30秒。30秒倒计时结束后语音会播报当前的温度和空气质量。
图5-5自动模式下控制电机实物
设计摘要：
本论文以STM32F103单片机为核心控制器，设计了一种基于空气质量监测的系统。该系统由中控部分、输入部分和输出部分组成。中控部分采用STM32F103单片机，负责获取输入数据并控制输出。输入部分包括RTC时间检测模块、MQ-135空气质量检测模块、独立按键和供电电路。输出部分包括LCD1602显示模块、语音播报模块、继电器、蓝牙模块、LED指示灯和蜂鸣器。该系统能够实时监测空气质量，并通过设定的阈值和时间进行控制和报警。通过LCD显示模块，用户可以查看当前时间、空气质量浓度以及设置的阈值和时间。语音播报模块每半分钟播报一次空气质量，提醒用户注意。当设定的开始时间到达时，继电器将打开，实现相应的控制操作。蓝牙模块每秒发送一次时间和空气质量数据，方便用户远程监控。LED指示灯和蜂鸣器在空气质量超过阈值时进行声光报警。通过实验验证，该系统能够准确、稳定地监测空气质量，并及时进行控制和报警。在实际应用中，该系统可以广泛应用于室内空气质量监测、环境保护和健康管理等领域。
关键词：单片机；空气质量检测模块；语音播报模块；蓝牙模块
字数：11000+
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摘 要
ABSTRACT
1 引 言
1.1 选题背景及实际意义
1.2 国内外研究现状
1.3 课题主要内容
2 系统设计方案
2.1 系统整体方案
2.2 单片机的选择
2.3 电源方案的选择
2.4 显示方案的选择
2.5 温度检测方案的选择
3系统设计与分析
3.1 整体系统设计分析
3.2 主控电路设计
3.2.1 STC89C52单片机
3.2.2 晶振电路和复位电路
3.3 OLED显示模块
3.4 DS18B20传感器检测温度模块
4 系统程序设计
4.1 编程软件介绍
4.2 主程序流程设计
4.3 按键函数流程设计
4.4 显示函数流程设计
4.5 处理函数流程设计
5 实物调试
5.1 电路焊接总图
5.2 连接蓝牙实物测试
5.3 设置阈值实物测试
5.4设置继电器开启时间实物测试
5.5 自动模式下实物测试
结 论
参考文献
致 谢
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