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摘 要

近年来，随着世界各国空气质量的不停恶化，人们对于室内空气质量监测需求愈发紧迫，用户需要能够随时随地的知道室内空气的质量优劣。而空气质量检测系统是利用传感器、物联网等技术检测并发送空气质量参数的系统。所以，打造一款能让用户在家里任何地方都能够看到数据的智能手机应用尤为重要。

本系统利用串口型WiFi模块ESP8266传递甲醛浓度、PM2.5等空气质量监测数据。在局域网中，ESP8266工作在透传模式，单片机通过WiFi发送数据至上位机，安卓手机作为客户端接收数据。

本项目作为“基于Android的空气质量监测系统设计”的子项目，采用Android系统，制作了应用于智能家居的空气质量监测系统App。该软件实现了手机作为客户端与WiFi模块ESP8266进行数据互通，在局域网环境下，从ESP8266中读取数据。在本软件的设计中，用户在类似“微信”聊天页面的的客户端中与ESP8266进行通话，每当用户发出一个信息时，ESP8266都会接收这个请求，然后返回当时的测量数据，同时，软件的主页面上，该数据像接收信息显示在页面的左端。

关键词：空气质量监测、ESP8266、Android、物联网

ABSTRACT

In recent years, with the continuous deterioration of air quality in countries around the world, people's demand for indoor air quality monitoring has become more and more urgent. Users need to be able to know the quality of indoor air anytime and anywhere. The air quality detection system is a system that detects and transmits air quality parameters using technologies such as sensors and the Internet of Things. So, it's especially important to create a smartphone app that lets users see data anywhere in the home.

The system uses the serial port type WiFi module ESP8266 to transmit air quality monitoring data such as formaldehyde concentration and PM2.5. In the LAN, ESP8266 works in transparent transmission mode, the MCU sends data to the host computer through WiFi, and the Android phone receives data as a client.

As a sub-project of "Android-based air quality monitoring system design", this project uses the Android system to create an air quality monitoring system App for smart homes. The software realizes the data communication between the mobile phone as the client and the WiFi module ESP8266, and reads data from the ESP8266 in the LAN environment. In the design of the software, the user talks with the ESP8266 in a client similar to the "WeChat" chat page. Whenever the user sends a message, the ESP8266 will receive the request and then return the measurement data at the time, and at the same time, the software On the main page, the data is displayed like receiving information at the left end of the page.

KEY WORDS: Air Quality Monitoring、ESP8266、Android、IoT Devices

目 录

摘 要 I

ABSTRACT II

第一章 绪论 1

1.1 开发背景与意义 1

1.1.1 项目背景 1

1.1.2 项目研究的意义 2

1.2 空气质量检测系统研究现状 2

1.2.1 国内研究现状 2

1.2.2 国外研究现状 3

1.2.3 空气质量监测系统可行性分析 3

1.3 课题任务 3

1.4 本章总结 4

第二章 需求分析 5

2.1 系统需求分析 5

2.1.1 硬件功能需求 5

2.1.2 软件功能需求 5

2.1.3 性能分析 6

2.2 系统方案设计 6

2.2.1 硬件设计 6

2.2.2 软件设计 7

2.3 本章小结 9

第三章 软件设计 10

3.1 Android系统平台构架简述 10

3.1.1 Android的基本内容 10

3.1.2 Android的系统架构 10

3.1.3 Android进程类型简介 11

3.1.4 Android中Activity的运行周期 12

3.1.5 Android的应用目标 13

3.2 登陆注册模块 14

3.2.1 登陆页面 15

3.2.2 注册页面 16

3.3 网络连接模块 18

3.4 数据显示模块 20

3.5 本章小结 25

第四章 系统测试 26

4.1 系统的运行环境 26

4.2 功能性测试 26

4.3 本章小结 29

第五章 总结与展望 30

5.1 总结 30

5.2 展望 30

参考文献 32

致 谢 32

绪论

开发背景与意义

根据世界卫生组织在最近发的一份报告中指出：“空气质量问题已经成为影响人们健康的十大最严重的问题之一”，每年数以百万计的人民群众死于空气质量问题。一般来说，空气质量会引起人体呼吸窘迫，这是成年人第二常见的生理疾病。不同的空气质量监测系统对因该病入院的比例呈正相关。在这几年里，对于世界上任何位置的居民，室内空气质量问题都被慢慢重视，因为一般而言，相比于过去，现在的年轻人更乐意呆在家里，所以在现代社会，室内的空气质量相对于过去来说，要求更高而形势更加严峻。

项目背景

生活中，甲醛(CH2O)有个外号叫“隐形杀手”，最近这几年，在家庭室内装修中，因为甲醛的浓度超标而导致人体健康受损的事件经常发生，所以，某些看到商机的商家顺势推出了价格相对来说比较低廉的、携带便捷的空气质量检测仪，便于人们监测室内的空气质量。而目前移动网发展迅速，终端普及率逐渐增加，智能手机逐步影响人们生活，如果能够制造一款随时检测室内甲醛含量的APP，人们就能放心的住在室内，或者可以对新房进行检测，便于入住。甲醛会严重危害人体健康，导致人体细胞的突变等。甲醛是基因毒性物质，从医学上看，甲醛可能会导致鼻咽肿瘤、支气管哮喘等疾病；甲醛还容易引起过敏，如果人们不小心接触到甲醛液体，很容易发生或引起皮肤坏死、出现色斑、皮肤上出现湿疹皮炎等皮肤病；此外，甲醛对于人体中的蛋白质也有着强烈的副作用，当人们住在高浓度的甲醛环境中，很容易出现头昏眼花、呼吸道水肿等不良症状。而且，甲醛可以从日常生活用品、装修物品以及一般的建筑材料中散发出来，比如各类服装、化妆品、防腐剂粘合剂等。因为在装修材料中，粘合剂是不可或缺的成分，而粘合剂具有防虫、防腐等功效，所以装修材料里必然含有甲醛。对于甲醛，它散发的时间长，长期污染环境；熔点和沸点也较低，易和其他物质混在一起成为胶体或固体，所形成的胶体就被用于装修材料之中，当达到一定环境温度时，甲醛将会从胶体中挥发到空气中，导致室内环境质量变差，且甲醛的挥发非常持久，久到用户在屋里住了十年也还是会呼吸到甲醛，所以，检测甲醛是一件长期性的事情。

同时，烟雾浓度也是本项目测试的要素之一。作为无数起火灾的源头，烟雾浓度过高，更容易引起家庭火灾。“无数的悲剧已经证明，人们对于火灾的厌恶程度越来越深。它不仅仅是能够在发生时损害人们的财产，也会带给人们恐惧，引起严重的社会秩序混乱，甚至严重的的火灾，可以轻易的吞噬人们的生命”^[1]。如果人们能够直观的监测到这些数据，就可以根据当前室内的空气质量决定是否开窗通风等操作。

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