室内空气环境测量仪设计

室内空气环境测量仪设计(论文14000字)
摘要
温度和湿度是影响人们生活生产的重要因素，也是气象测量中的关键因素。另外，随着人们对美好生活的追求，环境污染问题慢慢进入人们的视野，如何测量及降低PM2.5的值也越来越受到人们的关注。
本文设计的是一个基于STM32和FreeRTOS的温湿度、PM2.5测试仪，用来测量室内的空气环境状况，主要由温湿度、PM2.5测量模块、系统控制模块、TFTLCD液晶显示模块、无线传输模块几个部分构成。整个系统以STM32F103RCT6单片机为控制核心，并通过运行当下全球使用率最高的小型嵌入式系统FreeRTOS来确保将由温湿度模块（DHT22）和PM2.5测量模块（GP2Y1010AU）测得的数据发送到控制面板并实时地显示在TFTLCD液晶屏上。
关键词：STM32；FreeRTOS；温湿度；PM2.5

Design of indoor air environment measuring instrumen
Abstract
Temperature and humidity are the important factors that affect people's life and production, and also the key factors of meteorological measurement. At the same time, with the development of economy and society and the improvement of people's living standard, the problem of environmental pollution has already entered people's field of vision, how to measure and reduce the value of PM2.5 has been paid more and more attention.
This design is atemperature and humidity,PM2.5 tester based onSTM32 and FreeRTOS，andit will be used to measure indoor air environment.It is mainly composedof the temperature and humidity measurement module, system control module,TFT LCD display module, wireless transmission module. The whole system’controlling core is STM32F103RCT6 microcontroller, and by running FreeRTOS embedded system which is the hightest use of embedded system now in the worldto ensure the datameasured by temperature and humidity module (DHT22) and PM2.5 measurement module (GP2Y1010AU) will be sent to the control panel and real-time display on the TFTLCD screen.
Keywords：STM32；FreeRTOS；Temperature and humidity；PM2.5
 

目录
摘要    I
Abstract    II
1、绪论    1
1.1 研究背景及意义    1
1.2 国内外（温湿度测试仪及PM2.5测试仪）研究现状    1
1.2.1 温度计的研究及使用情况    1
1.2.2 湿度计的研究及使用情况    2
1.2.3 PM2.5测试仪的研究及使用情况    2
1.3实时嵌入式系统的发展历史    3
1.4研究内容（意义）及方法    4
1.5本章小结    4
2、实时嵌入式系统与温湿度、PM2.5测量模块    5
2.1 实时嵌入式系统（FreeRTOS）    5
2.1.1 FreeRTOS中任务创建函数概述    7
2.1.2 FreeRTOS中任务优先级概述    8
2.1.3 FreeRTOS中删除任务函数概述    9
2.1.4 FreeRTOS中任务调度和延迟函数概述    9
2.1.5 FreeRTOS中临界区概述    9
2.2 温湿度测量模块（DHT22（AM2302））    10
2.3 PM2.5测量模块（GP2Y1010AU）    12
2.4 本章小结    14
3、室内空气环境测量仪硬件设计    15
3.1 微处理器最小系统设计    15
3.2 无线传输模块（NRF24L01）电路设计    16
3.2.1无线传输模块的选择    16
3.2.2 无线传输模块收发原理    17
3.2.3无线传输模块电路设计    18
3.3 TFTLCD显示模块电路设计概述    18
3.4 本章小结    20
4、室内空气环境测量仪软件设计    21
4.1 软件系统构成    21
4.2 主程序模块    21
4.3 串口通信模块    24
4.4 温湿度测量模块的程序设计    24
4.5 PM2.5测量模块的程序设计    26
4.6 无线传输模块的发射与接收控制程序设计    27
5、系统仿真与测试    30
5.1 软件测试与仿真    30
5.2 硬件电路测试    30
5.2.1 TFTLCD显示模块电路测试    30
5.2.2 串口通信模块电路测试    30
5.2.3 无线传输模块电路测试    31
6总结与展望    33
6.1工作总结    33
6.2 后续工作展望    33
参考文献    35
致谢    37