基于STC12C5A60S2單片機的PM2.5空氣凈化裝置

摘 要：針對當前空氣污染越來越嚴重，人體大量吸入有害氣體容易是身體的各方面機能失去作用，設計了基于STC12C5A60S2單片機為控制核心的PM2.5空氣自動凈化裝置，描述PM2.5檢測傳感器的相關使用方法，充分介紹該裝置自動檢測和自動凈化的功能原理和相關設計，對當前空氣環境日益的狀況下，該產品擁有巨大的商業價值和前景。

關鍵詞：PM2.5；空氣凈化；STC12C5A60S2

中圖分類號：TP368.12 文獻標識碼：A 文章編號：1674-7712 （2014） 24-0000-01

PM2.5，是指環境中當量直徑小于2.5μm的顆粒物，空氣污染越高則值越高，顆粒物的成分復雜難辨，主要取決于自然源和人為源兩種來源，人為源的危害較大，人為源主要包括固定源和流動源。PM2.5主要由硫和碳的氧化物轉化而成，主要來源于交通工具使用過程中的燃料尾氣，由于可燃物的不完全燃燒導致PM2.5急劇增加，全球每年約200萬人死魚PM2.5等顆粒物濃度的上升，有報告指出，由于顆粒物的急劇上升，人類的平均壽命縮短5.5年，世界衛生組織已證實，PM2.5為致癌物。

一、裝置設計原理

裝置擁有手動凈化和自動凈化兩種凈化模式，手動凈化通過實時檢測PM2.5指數，以LCD1602人機界面顯示當前PM2.5含量，可手動按鍵開啟凈化，凈化時間可選擇為10分鐘，30分鐘和1個小時，以及含有終止凈化功能；自動凈化模式通過實時檢測環境中PM2.5的含量，當PM2.5含量超過75時（輕度污染），通過繼電器開啟空氣凈化模塊，當空氣中含量少于35時（空氣指數優），自動關閉空氣凈化模塊，達到全自動的效果。

二、系統主要功能部件

（一）STC12C5A60S2單片機。主控制模塊使用STC12C5A60S2/AD/PWM系列單片機，是宏晶科技生產的單時鐘/機器周期（1T）的單片機，因為它是高速/低功耗/超強抗干擾的新一代8051單片機，指令代碼完全兼容傳統8051，但速度快8～12倍。

（二）PM2.5檢測模塊。PM2.5檢測模塊使用粉塵灰塵顆粒濃度檢測傳感器（如圖2），傳感器通過吸入空氣加熱利用內部顆粒計數器達到PM2.5含量的檢測，通過PWM輸出切合單片機收集數據。

（三）空氣凈化模塊。空氣凈化模塊采用負離子發生器，利用自身產生的負離子對空氣進行凈化、除塵、滅菌，以負離子作為作用因子，捕捉空氣中的有害顆粒物，負離子對空氣中的氧氣也有電離成臭氧的作用，有一定的殺菌能力。

（四）電源模塊。系統電源采用線性穩壓電源，電路結構簡單，制作維護簡單，輸出電壓為12V和5V。

三、程序框圖

四、結束語

本文設計設計了基于STC12C5A60S2單片機的PM2.5自動凈化裝置，介紹了系統主要的控制功能和設計原理，對系統運行進行了詳細描述，依托當前空氣污染指數嚴重的情況，對市場前景具有客觀的價值，適用于家庭和人員較多對空氣質量要求高的場合。

參考文獻：

[1]曹軍驥.PM2.5與環境[M].北京：科學出版社，2014.

[2]丁向榮.STC系列增強型8051單片機原理與應用[M].北京：電子工業出版社，2011.

[3]郭天祥.新概念51單片機C語言教程[M].北京：電子工業出版社，2009.

[作者簡介]王譽杰（1993.08-），男，江蘇無錫人，本科在讀，研究方向：自動化。