1.课题研究的主要问题

目前，环境问题越来越严重，我国大气中PM2.5污染形势严峻，对空气质量和人类身体健康造成危害。本课题研究工作集中于PM2.5颗粒浓度在线监测系统的设计，为进行城市区域PM2.5在线监测提供有效的的监测方法。

2.拟采用的研究手段

PM2.5颗粒浓度在线监测系统主要包括传感器模块，AT89S52单片机模块，显示器模块、报警模块。

首先通过PM2.5传感器（粉尘传感器、灰尘传感器）对周围环境中的PM2.5颗粒浓度数据进行采集，经模数转换器转换成数字量，并将数据传送给单片机,由单片对数据进行处理分析，将处理结果显示在LCD显示屏上，使PM2.5的监测情况清晰的呈现。方便人们随时了解周围的PM2.5颗粒浓度的状况并作出及时的处理。如果环境中PM2.5的含量过高，便由单片机控制的报警程序进行报警。

本文设计的PM2.5颗粒浓度在线监测系统的控制核心为AT89S52单片机，PM2.5颗粒浓度监测采用日本夏普公司的灰尘传感器GP2Y1010AU，采集到的PM2.5模拟数据信号经过ADC0832数模转换后将数字信号输送给单片机进行处理，LCD1602显示屏第一行显示设定的PM2.5颗粒浓度安全值，第二行显示实时监测到的PM2.5颗粒浓度值。当PM2.5颗粒浓度超过设定的2倍安全值时，设计的红色LED灯闪烁，同时蜂鸣器发出警报；当PM2.5颗粒浓度介于安全值和2倍安全值之间时，黄色LED灯闪烁发出警告；当PM2.5颗粒浓度低于安全值时，绿色LED灯闪烁表示污染程度较低。

通过设计的单片机最小系统、ADC转换模块、粉尘传感器模块等电路在Proteus中搭建了PM2.5颗粒浓度在线监测仿真电路，并在Keil软件中编写程序。

系统设计要求

设计一套低功耗、高集成度、体积小、调试方便、监测精度高和成本低的PM2.5颗粒浓度在线监测系统有益于人们实时监测环境中的颗粒物污染程度。

设计的PM2.5颗粒浓度在线监测系统主控芯片要需要调试容易、编程简单、外设丰富、硬件电路易于搭建。PM2.5颗粒浓度监测传感器需要精度高、反应灵敏、价格较低以及结实耐用。监测出来的PM2.5颗粒浓度值需要使用显示屏实时显示，以便于直观查到当前控制的污染程度，且需要在浓度超标时有报警提示。编写的软件代码要易于调试和后期维护[7]。