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摘 要

现如今伴随着科技的快速发展，用科学技术来进行环境的检测，快速准确的反映出环境的现状是当前最直接有效也最普遍的方式。二氧化碳气体作为温室气体的主要成分，人们在不断地研究变废为宝，利用二氧化碳气体去改变生活，二氧化碳气体在如今的工农业生产生活中都需要对其浓度进行精确的调控，以达到最佳的生产效率值。因此二氧化碳浓度指数的即时测定也就非常受到大家的重视，如今市面上已经有了很多不同类型的二氧化碳传感器。

本次设计的控制器使用的是STM32F103RBT6单片机， MH-Z19二氧化碳浓度检测传感器来对环境中的二氧化碳浓度进行检测，用TFTLCD液晶显示屏进行人机交互页面的显示，并对实时上传的二氧化碳浓度进行带有阈值设置的报警，以达到对不同应用环境的适应，当环境中二氧化碳浓度达到甚至超过设置的阈值时，会以LED灯的闪烁来进行报警。

本设计的浓度测量量程为0-2000ppm,精度达到了50ppm，有使用方便快捷，能在大多数操作环境使用的特点。

关键字：STM32 二氧化碳传感 检测系统

Design and development of CO₂ gas alarm system

Abstract

Nowadays, with the rapid development of science and technology, the use of science and technology to carry out environmental testing, quickly and accurately reflect the current state of the environment is currently the most direct and effective and most common way. Carbon dioxide gas is the most abundant gas in the air, and it is also the main component of greenhouse gases. People are constantly studying turning waste into treasure and using carbon dioxide gas to change our lives. Carbon dioxide gas needs to be used in today's industrial and agricultural production and life. The concentration is precisely regulated to achieve optimum productivity values. Therefore, the instantaneous measurement of the carbon dioxide concentration index is very important, and many different types of carbon dioxide sensors are available on the market today.

My design control system uses the MCU developer STM32F103RBT6 as the core board of the system, the carbon dioxide concentration detection sensor MH-Z19 to detect the concentration of carbon dioxide in the environment, and use the TFTLCD liquid crystal display to display the interactive page of the person. The real-time uploaded carbon dioxide concentration is subjected to an alarm function with threshold setting to adapt to different application environments. When the carbon dioxide concentration in the environment reaches or exceeds the set threshold, the operator will be alerted by the flashing of the LED light.

The design has a measuring range of 0-2000 ppm and an accuracy of 50ppm. It is easy to use and can be used in most operating environments.

Key words: STM32 carbon dioxide gas sensor Detection Systems

目录

CO₂气体报警器系统的设计开发 I

摘要 I

第一章 绪论 1

1.1 引言 1

1.2 国内外研究现状 2

1.3设计的思路 3

第二章 二氧化碳气体传感器 4

2.1引言 4

2.2产品描述 4

2.3传感器特点 5

2.4管脚定义 5

2.5数据的读取 6

2.6零点校准功能 7

第三章 硬件系统设计 8

3.1引言 8

3.2 STM32单片机 8

3.3 ADC部分 10

3.4 GPIO功能描述 11

3.5下载电路原理 12

3.6 TFT-LCD 液晶显示屏 13

3.7报警电路 15

3.8电源电路 15

3.9 复位电路与时钟电路 16

第四章 软件系统设计 17

4.1 引言 17

4.2 Keil MDK介绍 17

4.2系统软件设计 17

4.4TFT—LCD液晶显示屏程序设计 19

4.5 MH-Z19二氧化碳气体传感器模块程序设计 20

第五章 总结与展望 22

参考文献： 23

致谢 25

附录一 26

附录二 28

第一章 绪论

1.1 引言

现如今，温室效应越来越多的被各国各方所关注,由于温室效应所导致的各种环境问题对地球的影响越来越大，而二氧化碳气体又是温室气体中的重要成分,因此尽可能的减少CO₂气体排放的方式方法已经受到广泛的关注。CO₂存在于地球大气层中浓度接近百万分之390ppm。它参与地球大气层的温室效应并被认为是全球的主要变暖来源。此外在一些实际的生产场景中，必须对二氧化碳的浓度进行连续测量，尤其是在某些工业环境中，以防止工人中毒^[1]。因此，开发低成本，敏感，和可重置的传感器监测二氧化碳工业废气和室内空气中的浓度就显得尤为迫切。

对环境进行检测的系统有温湿度检测系统、空气和废气检测系统、光化学烟雾检测系统、有机污染自动连续监测系统、燃气报警系统、粉尘颗粒检测系统等^[2]。

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