全国服务热线在构建生态文明的过程中，我国一直高度重视环境问题为了实现中华民族伟大复兴，我们需要不断推进生态环境保护，改善生活环境本文介绍了基于MCU技术的室内空气净化器的设计理念和工作原理该设备采用先进的MCU控制技术，实现了室内空气质量的实时监测和控制该系统具备自动检测和控制系统的功能，可以自动维护室内空气质量，有效地提升人们的居住环境质量同时，该系统还结合了智能空气净化器的各项功能，可以达到很好的空气净化效果
建设生态文明是关系全体人民福祉、关乎整个民族未来的基本国策，是实现中华民族伟大复兴的重要部分。我们党和政府一贯高度重视生态文明建设，习在谈到环境保护问题时指出：“我们既要绿水青山，也要金山银山。宁要绿水青山，不要金山银山，而且绿水青山就是金山银山。”我们一直在大力推进生态环境保护，并取得了显著成绩，但经过三十多年的快速工业化建设，积累下来的生态环境问题日益严峻，甚至有高发频发的趋势。比如，全国水资源污染问题不容忽视，有的地区重金属、土壤污染比较严重，频繁出现大范围长时间的雾霾污染天气，等等。
近年来随着人们生活品质的提高，大众对于居家的室内空气二氧化碳浓度关注度与日俱增，管控二氧化碳浓度目前最有效的方法在于换气。本应用设计了一种基于二氧化碳浓度监测和直流无刷电机控制的室内通风产品，智能空气净化器是指能够联接Wi-Fi、拥有APP远程操控、自动检测系统、自动启动系统等一系列智能化功能的空气净化器。2010年之前，中国空气净化器市场规模小，增长缓慢，多用于工业污染去除，医用等专业级市场。2010年开始，由于雾霾天气严重，在美国驻华使馆对北京空气状况监测的报告中显示中国空气质量指数超过500，随之PM2.5等概念才迅速受到关注，中国空气净化
器民用市场从此开始火热。该系统通过二氧化碳传感器实时监测室内二氧化碳的浓度，当其浓度超过用户预设报警值时，系统启动直流无刷（BLDC）通风排风扇进行室内换气，并且自动根据室内二氧化碳浓度自动控制直流无刷风扇的转速；当其浓度低于用户预设报警值时，系统关闭排风扇，以节约能源。通过该系统自动维护良好的室内空气品质。
家庭、办公室或厂房是人们工作、生活的主要场所。室内环境的空气流通性往往远低于室外，污染物难以扩散，容易形成累积污染。人的一生中大半时间在室内度过，如果长时间暴露在有污染的空气环境中，污染物对人体的累积危害就更为严重。室内空气污染主要来源于各种装饰材料及家具，未得到完善维护的空调等家电。例如甲醛来源于装修所用胶合板、细木工板等人造板材，涂料、有机溶剂、建筑材料和以及其他各类装饰材料；降尘、粉尘、烟尘等可吸入颗粒污染一般来自吸烟和施工工地的二次扬尘等。其它空气污染还有化工工业排放的二氧化硫、二氧化氮等化学污染物，这些有害气体可以通过门窗进入室内。工业建设中的噪音也可以透过不隔音的门窗、墙壁传递进室内。城市中有时夜晚室外强烈的广告登光也可以通过窗户干扰人们正常生活节奏，水源污染、管道老化也容易造成水污染，严重影响人们生活和身体健康。
我们通过调查分析，发现家庭生态环境面临的问题主要是空气污染、环境噪音、可见光污染、水污染。本项目在学习和借鉴现有技术产品的基础上，提出了一种融合空气质量监测、环境噪音分析、可见光照检测控制、水质量监测，设计集物联网和互联网于一体的家庭生态环境健康空气净化器的解决方案。文中在提出设计原理的基础上详细分析了具体的实现途径和技术路线。制作原理样机进行了功能试验，有效验证了方案的可行性和正确性。
空气净化器又称“空气清洁器”、空气清新机、净化器，是指能够吸附、分解或转化各种空气污染物（一般包括PM2.5、粉尘、花粉、异味、甲醛之类的装修污染、细菌、过敏原等），有效提高空气清洁度的产品，主要分为家用、商用、工业、楼宇。2.空气净化器中有多种不同的技术和介质，使它能够向用户提供清洁和安全的空气。常用的空气净化技术有：吸附技术、负（正）离子技术、催化技术、光触媒技术、超结构光矿化技术、HEPA高效过滤技术、静电集尘技术等；材料技术主要无论采用何种介质,最终都离不开电机提供空气动力。材料技术主要无论采用何种介质,最终都离不开电机提供空气动力。?
诸如癌症村、毒跑道等这些突出环境问题对人民群众生产生活、身体健康带来严重影响和损害，社会反映强烈，环境问题日益成为重要的民生问题。随着社会发展和人民生活水平不断提高，生态环境在群众生活幸福指数中的地位不断凸显。尤其近年来以雾霾为首的环境问题严重威胁到人们的身体健康，特别是老人和儿童更容易受到伤害，其恶劣的社会影响对我国的经济建设也带来的不容忽视的负面效应。
为用户提供健康优质的生活环境。随着人们对生活环境和自身健康的重视度提高，室内空气质量也背越来越多的人关注。作为物联网和智能家居的产物，本室内空气监测净化系统适应市场潮流，能够切实满足用户的需求。因其强大的功能、节能环保的工作方式、人性化的操作系统、简单小巧的外观，注定其具有广泛的市场前景和巨大的经济效益。
家庭生态环境需要完成空气质量、环境噪音、可见光污染、进水污染监测，融合机器人本身、远程无线节点、智能家电等各路传感器检测的环境状态数据，推理出环境状态调节方案，如果需要调节环境，则机器人通过物联网输出控制指令，控制相应的室内环境调节家电设备工作，例如照明系统、空调系统、加湿机、空气净化器、智能窗帘系统及音响系统，以满足人们健康生活的需要。
室内空气质量检测，包括有害气体检测和可吸入颗粒检测两类，此外还需要检测室内空气温湿度，以确保居住的舒适度。室内有害气体检测包括煤气、天然气检测、烟雾、甲醛、硫化物、氨气的检测。可吸入颗粒检测采用粉尘传感器检测，一旦检测到室内空气质量超标，立即通过物联网启动空调或空气净化器工作，直到室内空气质量达标。如果室内空气湿度较低，过于干燥，同样通过物联网启动加湿器工作。室内空气质量检测及调整逻辑基本规律。
可以在特定情况下，手动开启净化装置，进行空间内的空气净化。能实时监控室内空气质量，采集各项气体指标，为用户分析整合数据，提供可靠的意见，并智能调节监控净化装置，有效改善室内空气质量，为用户提供健康优质的生活环境。
本系统检测端采用了NDIR型二氧化碳传感器，CO传感器、CO2传感器、可燃气体传感器（主要测量CH4、H2等煤气、天然气内主要气体含量）、霍尔传感器、报警驱动电路和电机驱动电路；无线传输模块则由蓝牙、WIFI、2.4G组成，可与手机，电脑等多类电子产品通信，也可通过外部遥控器控制其工作，为用户提供了多种联机操作的方式,也为其控制下位端提供了更多的选择；以太网模块作为有线传输方式，让用户在特殊环境下即使无法使用任何无线方式，也能让本系统正常运转；并且可以用本检测端作为网络热点，为用户提供更多方便。人机交互界面主要由一块触摸LCD1602液晶构成，所有的操作和信息显示均在这块屏幕上完成。操作简单、快捷，数据清晰明了；电源管理模块主要分成正常工作电源和应急工作电源两个部分，正常工作电源由外置电源适配器供电，经内部分压后供各模块使用。应急工作电源则由一块锂电芯、充电电路、保护电路组成。在检测端正常外部供电时即可自动为其内置电源充电，当发生极端情况，如断电，火灾等情况时，则启动应急电源，保证检测端的正常运行，发出应急警报等；主控模块采用瑞萨公司的R7F0C002系列，功能强大，数据处理速度快，IO口资源丰富，能够满足本项目的需求。系统结构图如图2-1、2-2所示。
本设计的环境空气质量检测传感器采用通过NDIR型二氧化碳传感器检测检测空气中有害气体浓度：甲烷，可以通过电位器手动设置所需的有害气体报警值。如果低于阈值，蜂鸣器不叫，高于阈值，蜂鸣器鸣叫。
在系统中，声光报警显示板蜂鸣器控制电路由瑞萨公司NPN三极管N0801S与SD1209T3型蜂鸣器组成，通过MCU的LED管脚控制SD1209T3蜂鸣器的音调及通断驱动电路如图2-4所示。
整个系统供电后，单片机进入工作模式，初始化完成以后，系统显示板以0.5S间隔的时间频率采集NDIR型二氧化碳传感器数据，并且在LCD
液晶屏上实时显示室内二氧化碳含量。当室内二氧化碳含量高于用户预设报警值时，系统显示板通过无线数传模块向控制板发送直流无刷（BLDC）通风风机启动信号及相关电机控制数据，系统控制板无线数传模块接收到相关数据后通过PI算法实时控制直流无刷电机排风扇的转速；当室内二氧化碳含量低于用户预设值时，通过上述系统关闭通风风机运转以达到节能目的。显示板和控制板通过无线连接的设计可以方便
用户通风风机的布线。通过“SET”键单击可以方便的切换当前室内二氧化碳含量和用户预设报警值显示。长按“SET”键（保持2秒以上）进入用户设置模式：通过“SHIFT”和“ADD”键设置或者修改用户预设的二氧化碳报警值，单击“SET”键保存结果并退出用户设置模式。
R7F0C002单片机是由瑞萨公司生产的一款单片机，R7F0C002支持遥控载波输出功能，广泛应用于带LCD的遥控器、智能仪表、便携式家用电器、医疗保健等消费类应用中。内置实时输出控制电路，通过定时器的PWM输出方式可以同时实现8通道输出。有助于客户进行直流无刷电机控制和步进电机控制（同一时间控制两个）开发。最短指令执行时间可以在高速（0.05μs@20MHz运行时）至超低速（0.8μs@1.25MHz运行时）之间更改。
本系列单片机的内部结构如图3-1所示。R7F0C002关键特性能更改高速（0.04167μs@24MHz运行）到超低速（30.5μs@32.768kHz副系统时钟运行）的最短指令执行时间
通过三端稳压器将外部电源适配器提供的直流电压降压到5V（VDD）供给MCU，无线数传模块等系统电源。通过滤波电路形成5V（AVDD）电压供给运放，比较器等模拟电源。输入电源15V供给智能功率模块（SPM）驱动BLDC电机控制，同时通过滤波电路形成+15AV电压供给智能功率模块相关运放等模拟电源供电。
R7F0C002内置LCD控制器/驱动器，MCU接口可以和LCD管脚直接相连，接口电路非常简单。由于本系
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