全文总字数：2147字

1. 研究目的与意义及国内外研究现状

基于当代社会工业的不断发展，环境问题已经成为社会尖端问题，其中近两年，空气问题尤为严重，雾霾天气日益频繁，给人们的日常生活带来了严重的影响。雾霾中的细颗粒物浓度含量超标，吸入人体后将很有可能引发呼吸系统疾病。悬浮的颗粒物浓度超标造成大气可见度偏低，给人们出行带来不便。因而本课题的目的就是根据仪器的检测结果及时了解检测区的空气质量。

人们了解空气质量和有关雾霾的信息多来自于气象台公布的检测信息，而气象台公示的信息是大范围大面积的检测结果，个人身边真正的雾霾程度没有精确的给出，导致无法根据身边雾霾程度佩戴相应的防护口罩和安排出行计划。本课题将着重研究利用小型器件来完成对周围空气颗粒浓度的测量和报警，将提醒人们根据身边的大气情况配备相关的防护装备，提高人们的生活质量，减少呼吸系统疾病的引发以及因大气能见度不足引起的交通事故。

国内外研究现状

目前对空气颗粒浓度的测量依靠的是基于米氏散射，利用光散射法来完成的。米氏散射认为微粒对光的吸收、散射和散射的空间角的分布取决于颗粒的性质。颗粒的性质主要包括大小、形状、材料和成分。根据米氏散射可以得出散射光强分布，再根据光强分布可以得出微粒的成分、大小、形状和组成等信息，再经过计算可得出微粒直径分布和微粒物浓度值。

2. 研究的基本内容

课题研究内容主要是空气质量问题中的雾霾问题，根据装置检测出周围环境中的空气颗粒浓度情况，分等级给人们提供相应的预警信号，从而提醒人们采取相应的防护措施。

课题分为两部分，第一部分是选择合适的硬件检测装置，根据激光检测装置把周围空气质量情况转换成光信号，根据光电转换装置把光信号转换成电信号，电信号一方面可以经过合适的电路集成装置转换成计算机能够识别的信息，另一方面可以把信号直接接入计算机，利用labview等软件处理电信号并输出结果。另一部分是软件的设计，利用计算机软件自动分析电信号做出相应的等级判断，做出相应的预警提示，提醒人们做好防护措施，提高生活质量。

装置分析可以分为两个方面，一方面是简单的检测空气中颗粒的浓度，另一方面是检测空气中有害物质的成分和含量。第一种只要把光信号简单的处理，但是第二种要比较精确仔细的分析所得光信号，所以条件要求比较严格。

3. 实施方案、进度安排及预期效果

实施方案分为两个系列，第一系列为简单装置，激光经过空气，空气中的微粒对激光的吸收和散射等会对激光造成损失。然后利用光电器件将激光损失程度和被吸收的光谱成分中的光信号转换成相应的电信号，经过放大电路进行放大，再通过a/d转换电路把模拟信号转换化成数字信号，而数字信号用计算机可以识别，把数字信号输入计算机后，经过计算机计算处理，把相应数字信号转化为相应污染等级。而第二系列在利用雾霾影响空气密度从而影响折射角，根据折射角增加光程，激光照射到底座后测量距离，根据距离的变化计算雾霾浓度的变化。

4. 参考文献

[1]王廷峰，刘立生，郭劲，陈长青，坐标缩放激光角谱传输及激光在光学系统中的应用.光学精密工程.2015.23（3） 617-625

[2]杨统，王巍，刘晓卫，基于无线传感器网络的光电信号采集系统设计.空军工程大学.2015.11（3）01-03

[3]王灿进，孙涛，石宁宁，等，基于双隐含层bp算法的激光主动成像识别系统.光学精密工程.2014.22（6） 1639-1647