一种智能空气净化绿墙的设计

论文总字数：22027字

目 录

1绪论 1

1.1 本课题的研究目的及意义 1

1.2 本课题的国内外研究现状 1

1.3 本课题的研究内容与主要工作 2

1.4 本文的章节安排 2

2总体方案设计 2

2.1 环境监测方案设计 2

2.2 空气净化方案设计 3

2.3 绿墙框架设计 3

2.4 远程控制方案分析和选择 5

2.5 功能模块方案选择 5

2.5.1 主从机主控芯片选择 5

2.5.2 无线通信方案选择 6

2.5.3 语音播报模块选择 6

2.5.4 LD3320组合设计方案 7

2.5.5 温湿度传感器选择 8

2.5.6 甲醛传感器选择 8

2.5.7 PM2.5传感器选择 9

2.5.8 稳压电源模块选择 9

3系统硬件设计 9

3.1 单片机主控模块 9

3.1.1 STM32主从机主控模块介绍 9

3.1.2 STM32单片机外围电路 10

3.2 WIFI通信模块外围电路设计 11

3.2.1 ESP8266-01使用策略 11

3.2.2 ESP8266-01最小系统 12

3.3 温湿度采集电路设计 12

3.4 甲醛检测电路设计 13

3.5 PM2.5检测电路设计 14

3.6 语音识别电路设计 15

3.7 语音播报电路设计 15

3.8 液晶显示器 16

3.9 电源模块 16

4 系统软件设计 17

4.1 主程序设计 17

4.2 初始化函数设计 18

4.3串口处理函数程序设计 18

4.3.1 “云“端使用与配置方法 18

4.3.2 机智云传输协议介绍 20

4.3.3 串口处理函数 20

4.4 PWM驱动程序设计 21

4.5 主从机无线通信程序设计 22

4.6 智能绿墙APP设计 22

5 设计成果调试和实物图 23

5.1 调试步骤总结 23

5.2 WIFI模块调试 23

5.3 主从机调试与结果分析 25

5.4 系统难点与纠正 27

6 总结与展望 27

参考文献 28

致谢 30

附录一 硬件原理图 31

附录二 检测与控制装置实物图 32

附录三 元件清单 33

一种智能空气净化绿墙的设计

丛志军

, China

Abstract: With the improvement of living standard, people pay more and more attention to interior decoration, which makes indoor environment pollution become more and more serious. This paper mainly studies a kind of intelligent air purifying green wall. It contains indoor environmental monitoring devices and green wall purification devices. Its monitoring device stm32 combined with all kinds of sensors were used to test the indoor formaldehyde concentration, PM2.5 and temperature and humidity, and can through TFT screen to display the environment parameters, realize voice communication through voice recognition and synthesis, and through the WiFi module implements remote monitoring the clouds. Its green wall device is used to achieve the purpose of purifying the air through the photocatalyst of plants.

Key words: Environmental monitoring; Green living; stm32; remote monitoring; Plant wall

1绪论

1.1 本课题的研究目的及意义

按照我国相关统计部门的数据显示，我国每年由于室内空气污染所付出的经济开销已经高达30亿^[1]美元，而室内环境的污染不仅给室内的居民带来身体健康方面的损伤，给室内环境造成污染的有害气体更是能够引起大规模人口死亡现象^[2]和人口发病率的爆发。众所周知，人类发展历上曾经经历过“光化学污染”和“烟煤型污染”^[3]这两个时代，而现在室内居住的装修环境污染使得人们现如今跨入了一个新型的污染时代，这便是“室内环境污染”时代。

现如今生活水平一直不停增涨，广大人民对室内环境污染的注重程度也越来越高，室内空气检测与治理也逐步发展成了一个新兴产业。没有大家一直伴随的清新环境，人们也没有安逸的生活，工业化进程却并不能保证大家拥有绿色安逸的居住环境。因此，创造良好的生活环境，确保人们身体健康，是环保，家装等行业面临的共同问题。伴随电子科学技术的迅猛发展，环境检测的方法也不断出新，尤其以计算机为核心的环境检测手段更加快捷和便利，已经用于日常家庭生活中。

人们对室内环境质量的需求日益提高，传统的空气净化器已经不能满足当今社会的要求，然而随之诞生的现代室内环境检测技术越来越受到人们的青睐。室内植物墙是利用室内的墙面、花架和立柱等三维空间进行部分绿化的技术形式，以其奇妙的室内环境净化作用和良好的生态视觉享受，越发受到人们追捧。如果能使植物绿墙智能化，并把它融入到智能家居网络中，对解决我国室内环境污染问题，带动相关产业特别是家装和环保行业的发展，促进国民经济水平高速提高，毋庸置疑会发挥重要的作用。

1.2 本课题的国内外研究现状

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