基于单片机的室内甲醛测试系统设计开题报告定稿.docx

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基于单片机的室内甲醛测试系统设计开题报告定稿

毕业论文（设计）材料

题目：

基于单片机的室内甲醛测试系统设计

学生姓名：

学生学号：

系别：

专业：

届别：

指导教师：

2011年11月30日

填写说明

1、本材料包括淮南师范学院本科毕业论文（设计）任务书、开题报告以及毕业论文（设计）评审表三部分内容。

2、本材料填写顺序依次为：

（1）指导教师下达毕业论文（设计）任务书；

（2）学生根据毕业论文（设计）任务书的要求，在文献查阅的基础上撰写开题报告，送交指导教师审阅并签字认可；

（3）毕业论文（设计）工作后期，学生填写毕业论文（设计）主要内容，连同毕业论文（设计）全文一并送交指导教师审阅，指导教师根据学生实际完成的论文（设计）质量进行评价；

（4）指导教师将此表连同学生毕业论文（设计）全文一并送交评阅教师评阅。

3、指导教师、评阅教师对学生毕业论文（设计）的成绩评定均采用百分制。

4、毕业论文（设计）答辩记录不包括在此表中。

一、毕业论文（设计）任务书

要求完成的主要任务及达到的目标

近年来，住宅内容装潢材料中含有的有害化学成分常常引发一系列健康问题，人们习惯称之为“装潢病”。

甲醛是这些有害化学成分中的一种，它是一种具有刺激气味的无色气体，也是一种潜在的致癌物质，对人体健康有较大的危害，许多疾病的诱发都与甲醛有关，如哮喘，白血病等。

单片机具有通用性强、体积小、价格低、稳定可靠等突出优点,在智能产品、测控系统等领域得到广泛的应用。

该毕业设计要求基于单片机设计出一种室内甲醛测试仪器，此仪器可现场直接显示甲醛浓度值。

当其浓度值小于国家规定的标准值时，可以入住，当超过规定的室内居住标准值时报警提醒人们暂时不要入住。

在整个设计过程中要求给出详细的硬件设计方案和软件程序调试方案，并给出详细的实验结果分析，且实验结果要达到该毕业设计的目的和要求。

工作进度要求

2011.11.19~12.31   收集与整理资料，完成开题报告并开题 。

2012.1.1~4.30       查阅、收集资料，开展研究，完成论文初稿一、二、三稿，并请指导老师审查。

2012.5.1~5.16          完成论文修改稿，并请指导老师审查，送系部预审。

2012.5.17~5.27          毕业论文答辩前准备及答辩。

指导教师签名：

年月日

二、毕业论文（设计）开题报告

课题研究目的

近年来，住宅内容装潢材料中含有的有害化学成分常常引发一系列健康问题，人们习惯称之为“装潢病”。

甲醛是这些有害化学成分中的一种，它是一种具有刺激气味的无色气体，也是一种潜在的致癌物质，对人体健康有较大的危害，许多疾病的诱发都与甲醛有关，如哮喘，白血病等。

新装修的房子里一般甲醛都会超标，只要在新房里放上一两盆吊兰，甲醛就会被部分吸收，但是由于甲醛的挥发时间长达3-15年，所以单纯依靠植物来清除甲醛是不行的，最好的方法就是通风，室内降低甲醛浓度至安全限以下。

人们在现实生活中常用的去除甲醛的方法有开窗通风、绿色植物吸收、放活性炭、纳米光催化技术、空气净化器等。

虽然现实中存在这么多去除甲醛的方法，但去除甲醛的前提是需要一个精密的仪器随时随地测出甲醛的浓度是否超标，基于这种情况人们迫切需求一种能实时监测室内甲醛含量的设备，这样就可以实时的监测新居内甲醛含量，了解自己的新居何时能安全的入住。

随着科技的发展技术的进步人们可以通过单片机实现室内甲醛的检测，单片机具有通用性强、体积小、价格低、稳定可靠等突出优点,在智能产品、测控系统等领域得到广泛的应用。

通过对基于单片机的室内甲醛测试系统研究与设计，提高自己综合运用所学的基础理论与专业知识进行归纳总结的能力，分析、比较问题的能力，提高自己独立检索资料的能力，初步具备搜集、整理、筛选信息资料的能力，初步掌握科学研究的基本方法，了解科学研究论文的写作技巧与规范化要求，受到科学研究的初步训练。

课题研究计划

2012.1.1—1.31完成论文初稿，交给老师批阅。

2012.2.1—2.28完成论文一稿，交给老师批阅。

2012.3.1—3.31完成论文二稿，交给老师批阅。

2012.4.1—4.30完成论文三稿，交给老师批阅。

2012.5.1—5.14完成论文修改稿，并请老师审查，送系部预审。

本课题研究现状（需附适量参考文献）

随着人们生活水平的提高，越来越多的人意识到房屋装修所残留的气体对人体的伤害，房屋装修所留有害气体主要为甲醛，另外，很多家具、地板有味道，其实是漆的味道，有时即使家具环保，但是如果选择的漆不好，也会有过多的甲醛。

急性甲醛中毒为接触高浓度甲醛蒸气引起的以眼、呼吸系统损害为主的全身性疾病。

甲醛现在被各界普遍认为是室内第一杀手，它的释放期长一般为3-15年，其对人体尤其是婴幼儿、孕期妇女、老人和慢性病患者甚为严重。

空气中有毒气体释放周期较长，轻微超标时居住者不易察觉。

超标四五倍时，居住者才能嗅出气味。

找正规的检测机构做甲醛检测已成为现在入住新居的一项必不可少的程序。

所以人们迫切需要一种能检测室内残留甲醛含量的设备可以随时随地的测量，这样给生活带来更多的方便和安全。

甲醛的检测主要注意以下几个方面：

　　1.检测最宜时间：

　　①《民用建筑工程室内环境污染控制规范》GB50325-2001（2006版）规定：

民用建筑工程应在装修工程完工至少七天以后、工程使用前进行。

　　②对个人装修家庭建议最好装修工程完工后一个月以后、全部家具完全到位一星期以后进行检测，这期间应保证充足的通风，以利于有害物质的散发，使检测结果更接近于实际使用时的状况。

　　2.封闭最宜时间：

　　①对采用自然通风的民用建筑工程，检测采样应在对外门窗关闭1小时后进行；当发生争议时，对外门窗关闭时间以1h（小时）为准。

　　②对准备入住或已经入住的装修家庭，检测采样时门窗关闭的时间应为12小时（即：

人们正常晚上睡觉时的关窗时间在12小时以上，亦不会超过20小时），故进行空气采样时门窗关闭12～20小时的检测结果会更接近真实。

　　3.采样检测点数的确定：

　　①房间使用面积<50平方时，检测点数：

1个；房间使用面积≥50平方且<100平方时，检测点数：

2个；房间使用面积≥100平方且<500平方时，检测点数：

不少于3个。

　　②具体到1套住房，一般厨房、卫生间不设检测点，仅建议检测时将厨房门和卫生间门打开，将它们的面积计入与之相连的房间或客厅面积；一般两室一厅的住房设3个检测点，即两个房间和客厅各设1个检测点；三室一厅的住房设4个检测点，即三个房间和客厅各设1个检测点；三室两厅、楼中楼等其他套型的住房应视实际情况而定。

目前市场上的甲醛检测方法有：

（1）AHMT分光光度法：

AHMT分光光度法的基本原理是：

空气中甲醛与4-氨基-3-联氨-5-巯基-1，2，4-三氮杂茂（Ⅰ）在碱性条件下缩合（Ⅱ），然后经高碘酸钾氧化成6-巯基-5-三氮杂藏〔4，3-b〕-S-四氮杂苯（Ⅲ）紫红色化合物，其色泽深浅与甲醛含量成正比。

AHMT分光光度法的特性是：

灵敏度:

本法标准曲线的直线回归后的斜率（b）为0.175吸光度。

检出限:

3个实验室测定本法检出限平均值为0.13μg。

重现性:

当甲醛含量为1.0、2.0、3.0μg/2mL时，3个实验室重复测定的变异系数的平均值分别为3.3％、3.0％、2.6％。

回收率:

4个实验室加标量在0.5～3.0μg范围时，其回收率范围为93％～99％，平均回收率为97％。

（2）酚试剂分光光度法：

原理：

空气中的甲醛与酚酞试剂反应生成嗪，嗪在酸性溶液中被高价铁离子氧化成蓝绿色化合物。

根据颜色深浅，比色定量。

特性：

本法灵敏度为2.80μg／吸光度,检测下限为0.056μg甲醛，当甲醛含量为0.1、0.6、1.5μg/5mL时，3个实验室重复测定的变异系数的平均值分别为5％、5％、3％。

（3）气相色谱法：

色谱法就是依据色谱峰的移动速度和大小来取得组分的定性和定量分析结果的。

优点：

分离效率高，分析速度快，样品用量少检测灵敏度高，选择性好，应用范围广。

缺点：

在对组分直接进行定性分析时，必须用已知物或已知数据与相应的色谱峰进行对比，或与其他方法（如质谱、光谱）联用，才能获得直接肯定的结果。

在定量分析时，常需要用已知物纯样品对检测后输出的信号进行校正。

（4）乙酰丙酮分光光度法：

原理:

甲醛气体经水吸收后，在PH=6的乙酸-乙酸铵缓冲溶液中，与乙酰丙酮作用在沸水浴条件下，迅速生成稳定的黄色化合物，在波长413处测定。

特点：

本法的检出限为0.25μg，在采样体积为30L时，最低检出浓度为0.008mg／m3。

（5）电化学传感器法:

原理:

电化学传感器通过与被测气体产生反应并产生与气体浓度成正比的电信号来工作。

随着传感器技术的发展，CH2O/S-10甲醛传感器出现在人们的视野中。

甲醛传感器由甲醛探头，CH2O传感器组成。

当空气被内部的采样系统吸收后，将产生的电流信号与相连产生一个与甲醛浓度成正比的电流，通过检测该电流就能实时检测屋内的甲醛含量有无超标。

CH2O/S-10的相关参数如下：

电化学工作原理；量程：

0-10PPM；最大过载浓度：

50PPM；最小分辨率：

±0.05PPM；工作寿命：

3年；灵敏度：

1200±300nA／ppm，4~20MA甲醛模块；工作温度：

-20～45，响应时间（T90）：

＜50s。

利用单片机实现室内甲醛测试系统，所研究的系统操作方便、性价比适宜、运行可靠，测量精度高，还可以根据具体的需要对系统进行适当的修改。

参考文献

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机械工业出版社,2001,3.

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国防工业出版社.

[3]田裕鹏等.传感器原理（第三版）[M].北京:

科学出版社.

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哈尔滨工业大学出版社,1998,3.

[5]康华光.电子技术基础数字部分（第五版）[M].北京:

高等教育出版社.

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重庆出版社,2006,8.

[7]崔九思.室内空气污染监督方法[M].北京:

北京化学工业出版社,2002,3,5.

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[10]王征帆.杨艳丽甲醛光学分析的研究进展[期刊论文]-化学工程与装备2008.

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高等教育出版社.

[12]李广弟等.单片机基础[M].北京航空航天出版社，2001.

[13]王东峰等.单片机C语言应用100例[M].电子工业出版社，2009.

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[15]刘守义等.单片机技术基础[M].西安电子科技大学出版社，2007.

[16]钟富昭等.8051单片机典型模块设计与应用[M].人民邮电出版社，2007.

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人民邮电出版社.

[20]王娣、韩旭.C语言从入门到精通[M].北京：

清华大学出版社，2010

学生签名：

年月日

指导教师意见

指导教师签名：

年月日

三、毕业论文（设计）评审表

毕业论文（设计）主要内容

指导教师评语

成绩

评定

指导教师签字：

年月日

评阅教师评语

成绩

评定

评阅教师签字：

年月日