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摘 要

中国雾霾越来越严重，国家治理的力度也越来越大，但是在几年内是无法解决目前的空气污染问题，所以必须要研究高效可靠的净化系统^[1]。在国内，空气净化器发展迅速，尤其在设计方面。现代人们对空气净化器的要求不仅仅是单一空气净化功能，还要实时对空气质量预报并自动调节，对空气净化器的要求也越来越高。

本课题主要对空气净化器的红外遥控系统、无线数据传输系统做了相应研究。本文基于ESP8266芯片，完成了空气质量状态数据的无线和局域网数据传输。基于HS0038(红外遥控模块)芯片，设计完成了红外编解码模块。遥控和无线模块的软硬件设计均基于stm32107vc主芯片。本课题同时完成了按键扫描程序，实现了按键值的自定义扫描发送。

实验结果表明，采集到的空气质量数据准确可靠，可以在互联网平台稳定地显示，且红外遥控信号稳定，实现了红外遥控的基本功能。该系统成功实现手动和自动调节，完成了红外遥控和手机远程控制，具有较高的可靠性和稳定性。

关键词：雾霾 STM32　ESP8266 红外遥控 数据传输 keil

Design of Air Monitoring System for Air Purification

Abstract

China's foggy more and more serious, the intensity of national governance is also growing, but in a few years is unable to solve the current air pollution problems, it is necessary to study efficient and reliable purification system. In the country, air purifiers have developed rapidly, especially in terms of design. Modern air purifier requirements are not just a single air purification function, but also real-time air quality forecast and automatic adjustment, the requirements of the air purifier is also getting higher and higher.

This paper mainly studies the infrared remote control system and wireless data transmission system of air purifier. This paper is based on the ESP8266 chip, which completes the air quality status data for wireless and LAN data transmission. Based on HS0038 (infrared remote control module) chip, designed to complete the infrared encoding and decoding module. Remote control and wireless module hardware and software design are based on stm32107vc main chip. This topic also completed the key scan program, to achieve a key value of the custom scan to send.

The experimental results show that the collected air quality data is accurate and reliable, and can be displayed on the Internet platform, and the infrared remote control signal is stable, and the basic functions of infrared remote control are realized. The system successfully achieved manual and automatic adjustment, completed the infrared remote control and mobile phone remote control, with high reliability and stability.

Keywords: Hase; STM32; ESP8266; Infrared remote control; Remote transmission; Keil

目　　录

摘要 I

Abstract II

第一章 绪论 1

1.1 概述 1

1.2 国内外的研究现状 1

1.3 研究意义 2

1.4 本文的内容与结构 3

第二章 技术背景和需求分析 4

2.1 红外智能系统目的和需求 4

2.2系统主要部件 4

2.2.1 主芯片选择 4

2.2.2 红外收发模块的设计 4

2.2.3 WiFi 透传模块 6

2.2.4 Yeelink数据分析（HTTP） 7

第三章 无线监控系统的硬件设计 8

3.1硬件设计平台 8

3.1.1 开发工具Altium Designer 8

3.2硬件模块设计 8

3.2.1 HS0038红外接收模块 8

3.2.2红外发送模块 10

3.2.3 DHT11采集模块 11

3.2.4 Wi-Fi模块(ESP-8266) 12

第四章 软件设计 14

4.1 红外遥控程序 14

4.2 STM32CUBE配置PWM输出 18

4.3 按键扫描模块 21

4.4 无线数据传输模块程序设计 23

4.5 自定义协议 25

4.6 系统调试 26

结语 28

参考文献 29

致谢 31

第一章 绪论

1.1 概述

PM2.5、空气污染已经成为近年来的热词，且人们对健康的要求越来越高，智能手机和智能世界的科技进步，功能越来越丰富，已经成为必需品，手机APP也成为了很多创新的介入口。人们对室内空气质量的关注度越来越高，现在的要求已不愿再是安稳舒适，智能家居和智能检测产品已成为关注焦点。人们现在关心的不仅仅是空气质量，还包括提前对空气质量的预测，以提前做好准备。早前的空气净化器产品的设计很简单，只是安装－个离子发生器和一个风扇将产生的负离子吹入空气中达到除菌的目的^[2]。

这种空气净化器目前存在的主要缺点有：PM2.5浓度不能降低。当前普通的空气净化器产品没有设计和安装去除PM2.5的装置，只是安装有普通的过滤网，样品输送只能减少空气中的灰尘和漂浮物，其实去除效果并不如想象中的好，去除的只是颗粒物^[3]。其缺点如下：

• 操控程度低不便利
• 自动化程度低
• 空气质量状态无法实时监测

在这种情况下，本论文将针对上述缺点设计一套实时监测、实时操作的空气净化系统，通过物联网相关技术实现对空气净化器移动实时有效的控制，通过PM2.5传感器对空气质量状态实时监测，并依据当前环境的实际状况自动调节空气净化器运行状态，实现对空气质量的实时改善，给室内一个健康环境，保证人们安全环境的同时，对PM2.5过高做出自动的处理^[4]。

1.2 国内外的研究现状

近几年智能化的空气净化器己成为各家电企业和研究机构主要的研究产品之一。在智能控制系统的研究和开发中，以美国为首和欧洲一直领先于中国。近年来，美国有许多著名的外国公司，例如微软和摩托罗拉，一直在开发智能控制系统。目前，我国智能家电制造商开发的许多智能控制系统提高了基于单芯片结构智能控制系统的实用性、易用性和专业性。基于嵌入式系统的智能空气净化器系统刚刚兴起，随着嵌入式技术的广泛应用和成本的降低，中国的空气净化器智能系统最终嵌入式。人们更关心的家是一个安全、方便、健康、智能家居的环境控制。由于智能化的空气净化器控制系统没有规范通用的标准协议，国内外各个企业设计出的净化器都是根据本公司的通信协议进行数据交换从而实现设备的智能化控制，其多数产品需要专用的网络架构才能实现组网，其关键技术没有公开，因此引起应用范围较窄。而且缺少公用平台，使得各个电器设备间无法兼容且实际应用体验感差。影响产品规模的扩大，进而限制了其智能化系统的发展。另外对于本系统使用成本太高，导致用户需求降低不利于该产品的广泛使用。因此对于开发一个适合当前发展现况和通用协议的远程化和智能化控制的空气净化器系统是具有实际应用价值的^[5]。

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