新装修房间的空气污染检测与通风设备电路的主控版设计【毕业设计+开题报告+文献综述】.doc

1、 本科 毕业 设计 (论文 ) （二零 届） 新装修房间的空气污染检测与通风设备电路的主控版设计 所在学院 专业班级 电气工程及其自动化 学生姓名 学号 指导教师 职称 完成日期 年 月 I 摘 要 随着中国经济的快速发展，新的商品房，各种办公建筑和商业建筑也拔地而起。而这些是经济腾飞的标志之一， 却从中也带来了很多的问题，其中之一便是新装修房间的问题。由于新装修房间需要各种喷漆和装潢材料却给人的健康带来了很大的危害。 甲醛是一种无色易溶得刺激性气体。刨花板、密度板、胶合板等人造板材、胶剂和墙纸是空气中甲醛主要释放期长达 315 年。可经呼吸道吸收，甲醛对人体得危害具长期性、潜伏性、隐蔽性的特

2、点。长期吸入甲醛可引发鼻咽癌、喉头癌等严重疾玻 检测方法采用采用甲醛检测仪检测室内甲醛的浓度，这种方法相对于上面的 戊二酮法测甲醛 的 含量 更加方便快捷，而且能够达到持续测试的方法。同时这种测试也适合本设计的方式。下面介 绍一种甲醛检测仪， 适用于室内装饰、装修用内墙涂料中的游离甲醛含量的快速定量测定。 在接通电源的情况下立刻接通空气检测器，使得空气检测器检测出的结果输入到传感器，再到单片机来进行判断空气的浓度是否达到标准，当空气的浓度达到了标准，风扇不工作。当空气检测的值超标了的时候，单片机通过控制风扇电源，对风扇进行启动操作。启动风扇，进行通风。从而达到排放污染的室内空气的目的。 时间随

3、着室内空气质量的改变来启动整个设备的运行与停止。这个时间是随着空气的污染的整体程度来进行控制，如果空气污染严重，室内危害气体排放的速度快， 我们的这套设备也就必须要加大启动和检测频率。这种设置大大节约了电量，同时能够快速得进行调节室内空气的污染度。 关键词： 甲醛 单片机 传感器 继电器 电源 II The decoration rooms air pollution detection and the design about ventilation equipments circuit of the master Abstract With the real estate industry

4、 was the rapid pace of development, new house and variety of office buildings and commercial buildings are going up. These are one of the hallmarks of economic take-off, but from which also brought many problems, one of which is new renovated room problem. The new renovated rooms need a variety of p

5、ainting and decorating materials, gives a big health hazard. Formaldehyde is a colorless, pungent and soluble gas. Particleboard, MDF, plywood and other man-made plates, glue and the wallpaper is the major release of formaldehyde in the air it can steay to 3 to 15 years. It can be absorbed through t

6、he respiratory tract, with formaldehyde on the human body may harm long-term, latent, hidden features. Long-term inhalation of formaldehyde can cause nasopharyngeal cancer, laryngeal cancer and other serious diseases Glass. Detection of formaldehyde detected by using the concentration of formaldehyd

7、e was detected, this method relative to the above method to measure formaldehyde pentane dione content faster and more convenient, and can achieve sustained testing. While the test is also suitable for this design approach . Here are a formaldehyde detector , suitable for interior decoration, interi

8、or wall paint decoration with the free formaldehyde content in the rapid quantitative determination. In the case of power detector immediately connected to the air, making the air detector to detect the results of the input to the sensor, to the microcontroller to be judged whether the concentration

9、 of air up to standard, when the air concentration of the standard, the compressor does not work. When the value exceeded the detection of air time , power supply by controlling the compressor, the compressor to start operation. Starting the compressor , for ventilation. Emissions so as to achieve t

10、he purpose of indoor air pollution . Indoor air quality with the changes to start and stop operation of the device . This time, with the overall level of air pollution to be controlled, if the serious air pollution, indoor harmful gas emissions fast, we need to increase the equipment will start and

11、frequency of testing. This setup greatly save the electricity, is also able to quickly adjust the indoor air pollution. Keywords: Formaldehyde Sensor Relay PIC power supplyIII 目录 摘 要 . I Abstract . II 1 绪论 . 1 1.1 课题的来源 . 1 1.2 课题的意义 . 2 1.3 新装修房间的室内空气的检测及处理在国内外发展现状 . 3 1.3.1 室内空气污染检测在国外的研究现状 . 3 1.

12、3.2 室内空气污染检测在国内的发展现状 . 5 1.3.3 室内空气污染处理在近阶段的研究现状 . 7 1.4 课题研究的主要内容 . 8 2 设备方案设计与总体设计 . 10 2.1 室内空气检测及排放设备的方案设计 . 10 2.2 方案评价及其对比 . 12 2.3 新装修房间的空气污染检测和排放设备的各部分元件 . 12 3 系统硬件 . 25 3.1 单片机的 A/D 转换 . 25 3.2 与 A/D 转换相关的寄存器 . 26 4 单片机程序及其总体流程图 . 28 4.1 单片机的程序设计 . 28 4.2 总体流程设计图 . 32 5 结论 . 34 参考文献 . 35 致

13、谢 . 错误 !未定义书签。 附录 . 36 附录图 1 SB-AQ1 的驱动条件 . 36 附录图 2 SB-AQ1 的气敏特性 . 36 附录图 3 SB-AQ 的机械特性 . 36 1 1 绪论 1.1 课题的来源 随着中国经济的快速发展，新的商品房，各种办公建筑和商业建筑也拔地而起。而这些是经济腾飞的 标志之一，却从中也带来了很多的问题，其中之一便是新装修房间的问题。由于新装修房间需要各种喷漆和装潢材料却给人的健康带来了很大的危害。 室内环境是人们接触最频繁、最密切的环境之一，人们约有 80以上的时间是在室内度过的，与室内空气污染物接触的时间多于室外。室内空气污染是指在室内空气正常成分

14、之外，又增加了新的成分，或原有的成分增加，其数量、浓度和持续时间超过了室内空气的自净能力，而使空气质量发生恶化，对人们的健康和精神状态、生活、工作等方面产生影响的现象。因此，室内空气质量的优劣能够直接关系到每个人的健康，尤其 老、弱。病、残、幼、孕等体弱人群，在室内活动时间更长，室内空气质量对他们更为重要。目前室内污染的种类日趋增多，由于人们生活水平的提高，大量能够挥发出有害物质的各种建筑材料、装饰材料、人造板材家具等民用化工产品进入室内，因此，人们在室内接触有害物质的种类和数量比以往明显增多。许多建筑物的密闭程度增加，包括许多家庭、单位所使用的空调都没有新风量的功能，使得室内污染物不能及时排

15、除室外，更加剧了室内空气污染的时间和程度。 居民室内空气环境中甲醛和苯两个污染物室内浓度高于室外，表明这两种污染物主要是由室内装修造成的。 目前，苯已被确定为致癌物质，主要来自于油 漆 、 涂料 中的溶剂、稀释剂和添加剂。由于装修完工的时间较短，苯还没有能够得到完全释放，可能是造成苯超标的主要原因。 室内环境中的有害物质对人体健康危害很大，其中甲醛对人体健康影响主要表现在刺激眼睛和呼吸道， 造成肺功能、肝功能、免疫功能异常，甲醛还被国际癌症研究机构（ IARC1995）确定为可疑致癌物，甲醛一般主要来自于室内装潢中的各种人造夹板、贴面板、木工板、合成地板等中的胶粘剂，尤其在一些家里更为明显，由

16、于甲醛存在于这些板材的内部，其挥发性甚至长达数十年，具挥发性有机化合物（ VOC）对人体影响主要是刺激眼睛和呼吸道，导致皮肤过敏，使人产生头痛、咽喉痛、乏力等症状，其中笨二异氰酸脂（ TDI）是具有强烈刺激性气体的有机化合物，对皮肤、眼睛和呼吸道有强烈刺激作用，长期接触或吸入高浓度的 TDI 蒸汽可引起支气管炎、过 敏性哮喘、肺炎、肺水肿。它主要来自于家庭装潢中所使用到的各种有机化学材料。笨被国际癌症研究机构确认为有毒致癌物质，吸收或经皮肤吸收一定量会引起中毒，严重时会对人2 体造血系统、神经系统造成损伤。甲苯和二甲苯均为无色透明液体，有毒，对皮肤和粘膜刺激性大，对神经系统损伤比笨强，长期接触

17、有引起膀胱癌的可能，笨一般主要来自于家装中所使用到的油漆、涂料里的稀释剂和你黏合剂，笨及同系物对女性的危害比对男性的危害更为重要。氡是通过呼吸进入人体内的，衰变时产生的短寿命放射性核素会沉积在人的支气管、肺和肾组织中，长期的体内照射可 能引起局部组织损伤，甚至诱发肺癌，也会对人体的血液循环系统造成危害，如白细胞和血小板的减少，严重的会导致白血病。 室内空气污染几种常见表形： （ 1） 住家主人每天清晨起床时，感到憋闷。恶心。甚至头晕目眩。家庭中的成员经常容易患感冒。 （ 2） 家庭成员中虽然自己不吸烟，也很少接触吸烟的环境，但经常感到嗓子不舒服。 （ 3） 孩子免疫力下降，特别时幼小的孩子，经

18、常咳漱和打喷嚏，甚至不愿意回新家。 （ 4） 家庭成员中有共源性的疾病，离开这个环境后，立刻症状减轻和好转。 （ 5） 年轻的新婚夫妇长时间不孕，而 且在医学上难以查出原因，孕妇正常怀孕情况下发现胎儿畸形。 （ 6） 家庭室内种植的植物难以成活，即使一些生命力较强的植物也很难正常生长。 （ 7） 家庭饲养的宠物或者观赏性的热带鱼莫名其妙死去。 （ 8） 装修一年时间以上的房屋或家具仍然有刺激性异味 由此观之，处理新装修房间的空气污染以及空气质量问题迫在眉急，我们急切的希望能够研发一种新型的处理室内空气的污染产品来解决目前房产市场及其装修方面存在着严重的问题。室内的污染不仅仅是气味难闻而已更甚者

19、是对人体的危害及身心的健康产生很大的影响。 1.2 课题的意义 通过对新装修房间的空气污染的检测能够让人清楚的了解到空气中存在的各种危害性气体的浓度以及即将对人体造成的危害。同时在排风设计的时候让人明白了空气污染的含甲醛等气体危害强度较大时能够自动进行通风排放，从而到达了室内气体对人体无害的程度。这是对人的身心健康带来很大的好处。同时也减少了因为室内空气而产生的各种病症，减少了室内空气污染病症的发病率，大大提高了人们在室内的空气质量 。 处理好室内空气的质量问题是保证人体身心健康的唯一方式，同时也是对人性化理解的一种途径。我们首要做的就是保证人体的生命安全以及人体 的健3 康的舒适的生活环境。

20、我们通过改善室内条件，从而保证人体的身心健康以及舒适和谐的环境。再者，在研究改善新装修房间的空气质量问题时，我们也明白和了解了相关产业的知识，尤其是油漆涂料的各种危害物质，为我们在身心健康上面敲响警钟。我们要时刻留意和重视在装修房间时所带来的危害。漂亮而又舒适的房间更需要我们参与积极的调查和研究，从而找出危害，达到对人，对环境的负责态度。 对于这次的研究，我们要学的就是在研究过程中碰到的困难我们该如何解决，如何去河里构造和改善我们所需求的装置的特定性和达到要求的标准。我们就要努力实现 其功能，达到 1.3 新装修房间的室内空气的检测及处理在国内外发展现状 1.3.1 室内空气污染检测在国外的研

21、究现状 1.美国 LEED 绿色建筑评估体系 LEED 评估体系由美国绿色建筑协会主持开发，并遵其政策和方针。 05 年 10月，经过两年的开发工作，该组织推出了适用于新建和重大改建工程的 LEED-NC 2.2 版。评估体系在可持续性场址、节水、能源与大气、材料和资源、室内环境质量和创新设计方面提出了详实的要求。 为了提高建筑室内空气质量并为用户提供健康舒适的环境，体系在室内环境质量方面，尤其是对室内化学污染方面分 3 个部分进行了规定，包括入住前的室内空气品质管理、室内使用材料的污染物释放规范（包括粘结剂和密封剂、涂料和涂层、地毯系统材料、复合木材和植物纤维制品）以及室内化学品污染控制。入

22、住前， LEED 体系要求建筑室内相关污染物的指标达到表 1 中规定的要求，检测通过方能获得该项分数。对不同污染物的采样方式以及采样时室内环境所应具备的条件都有细致的要求。 污染物 最大浓度限值 甲醛 (Formaldehyde) 50 ppb 颗粒物 (PM10) 50 毫克 /m3可挥发有机物总量 (TVOC) 500 毫克 /m34-苯基环已烯 (4-PCH) 6.5 毫克 /m3一氧化碳 (CO) 9 ppm，并且不高于室外水平 2 ppm 表 1-1 LEED 体系对入住前建筑室内污染物的指标要求 对于室内使用材料的污染物释放规范方面， LEED 体系对建筑中所使用的各种材料都提出了

23、具体的指标要求。例如，对不同种类胶、各种用途的涂料和涂层等用料中所含 VOC 的含量做了严格的限制，具体参照 South Coast Air Quality 4 Management District；气溶胶、建筑内墙面和天花 板的建筑涂料、涂层和基参考商业胶绿色标志标准 18GS-36。对于地毯和复合木板，评估体系中要求按照美国地毯研究所以及加州颁布的 CA01350 文件中的要求进行核查，通过方可获得该项分数。加州 CA01350 文件中规定，需要使用环境舱对相关材料进行检测，并对甲醛、 TVOC 等污染物的释放做了限量指标要求。 对于入住前施工阶段， LEED 要求制定并实施一个室内空气

24、质量管理方案，包括： 1.施工中符合或超过 “ 薄板和空调国家承包商协会 14(SMACNA)” 的 “ 建筑施工室内空气质量导则 ”,1995, 第三章所规定的控制措 施。 2.保护存放在场址或安装上的吸潮后变质的材料。 3.如果固定安装的空气处理器在施工中使用，每个回风过滤网的过滤介质MERV15 值 (最低效能报告值 )应是 8，达到 ASHRAE 52.2-1999 的规定。在入住前所有过滤器应予以更换。 对于住宅， LEED-home 还特别要求针对氡含量、燃烧产生的 CO 以及地下室空气品质进行监测和采用改善措施。 2. BREEAM (Building Research Esta

25、blishments Environmental Assessment Method) BREEAM（新建建筑环境评估办法）是国际上领先且应用范围很广的一种建筑评价体系，超过 11 万的建筑已经通过了此评估程序。整个评估体系包括了 9 个评估项目，通过对 9 个项目评分的累积，得到建筑的综合环境评价。该评价体系着重针对建筑对环境的影响。 在室内 VOC 散发控制的要求方面，对 9 大类的材料的 VOC 释放做了详细的规定。这 9 大类材料包括：木制板材（密度板、刨花板等）、原木材料、木制地板、地板装饰品、吊顶瓷砖、地板胶、壁纸、壁纸胶和涂料。对每一类物品都要求对应满足欧洲的相应标准，并且按照欧

26、洲标准中较高的指标进行要求 。对板材和胶的测试也采取了较为合理的环境舱法。 3. CASBEE（ Comprehensive Assessment System for Building Environmental Efficiency） 2001 年 4 月由产、政、学三方联合成立了 “ 日本可持续建筑协会 ” ，并合作开展了项目研究。作为研究成果，开发出 “ 建筑物环境效率综合评价体系 CASBEE。CASBEE 以建筑物环境效率（ BEE： Building Environmental Efficiency）等新概念为基础对建筑物环境效率进行评价，并将应 用于建筑规划、设计与施工各阶段，

27、进而对推进日本建筑可持续发展做出贡献。 5 可以发现，国内外绿色建筑评估体系中对于室内环境质量都有着很高的关注度，国内绿色建筑标准在该环节的关注度上达到了国际水平。但在相关技术细节和实施方法的要求上较之国外绿色建筑评估体系还存在差距。 1.3.2 室内空气污染检测在国内的发展现状 1.中国绿色建筑评价标准 绿色建筑评价标准为建设部 2006 年 3 月 1 日推出。 07 年 6 月建设部科技司颁布了绿色建筑评价技术细则，一年之后， 08 年 6 月颁布了绿色建筑评价技术细则补充说明，这两份文件对该评 价标准中的内容做了较为详细的说明。其中室内空气品质的内容包括两部分。 绿色建筑评价标准 5.

28、5.4 中提出，应根据 民用建筑工程室内环境污染控制规范 GB 50325 的规定，严格控制室内游离甲醛、苯、氨、氡和 TVOC 等空气污染物的浓度，从而保证人们的身体健康。需要有资质的第三方检测机构出具检测报告方可获得相关分数。 GB 50325-2001 民用建筑工程室内环境污染控制规范为质检总局和建设部联合发布的强制性标准，用于民用建筑装修材料的环境污染控制。该标准明确对 5 项指标给出了规定。 绿色建筑评价标准为 保护人体健康，预防和控制室内空气污染，可在主要功能房间设计和安装室内污染监控系统，利用传感器对室内主要位置进行温湿度、二氧化碳、空气污染物浓度等进行数据采集和分析。 室内污染

29、监控系统应能够将所采集的有关信息传输至计算机或监控平台 ，实现对公共场所空气质量的采集、数据存储 、实时报警、历史数据的分析、统计，处理和调节控制等功能，保障场所良好的空气质量。 评价依据为审核设计资料并现场核实。 污染物 I 类民用建筑工程 II 类民用建筑工程 氡 ppb 200 400 游离甲醛 mg/m3 0.08 0.12 苯 mg/m3 0.09 0.09 氨 mg/m3 0.2 0.5 TVOC mg/m3 0.5 0.6 表 1 2 民用建筑工程室内环境污染物浓度限量 2.绿色奥运建筑评估体系 绿色奥运是中国向国际奥委会的承诺，绿色建筑是绿色奥运的重要内容。作为科技部科技奥运十

30、大专项之一的成果 “ 绿色奥运建筑评估体系（英文简称6 GOBAS） ” 是我国第一部全面且系统化的绿色建筑评估体系。该成果在汲取了国外先进经验的基础上进行了针对我国特点的创新，在学术与技术上达到了国际先进水平，产生 了较大的国际影响。 根据奥运建设项目在规划、设计、施工、验收与运行管理四个阶段不同的特点和要求，绿色奥运建筑评估体系分别从环境、能源、水资源、材料与资源、室内环境质量等方面阐述了如何全面地提高奥运建筑的生态服务质量并有效地减少资源与环境负荷。评估体系中在设计、施工和验收三个阶段分别对室内空气品质方面提出了要求。 （ 1） 设计阶段： 为防止由于选材不当造成室内空气质量恶劣，保证室

31、内环境满足健康、舒适的要求。 对 装饰装修材料的环保程度做了规定。要求所用室内装饰装修材料必须满足相应产品质量国家标准；其中对材料中 有害物质的要求必须满足室内装饰装修材料有害物质限量；室内装饰装修材料对室内空气质量的影响必须符合室内空气质量标准的要求；室内装修工程应进行科学合理的环境空气质量预评价。为建设部和质检总局发布的一个强制性标准。规定了人造板，涂料，胶粘剂，木家具，壁纸，地板，地毯，混凝土外加剂，放射性等有害限量指标。 （ 2） 验收及运行管理 通过对室内空气物理性、化学性、生物性及放射性各参数指标的检测，评价室内空气质量，预防和控制室内空气污染，以确保使用者的身体健康。其中，室内空

32、气质量应满足室内空气质量标准（ GB/T 18883-2002）的要求。在评分阶段，根据不同的污染物及限量可分为三个级别，如表 污染物 级别 备注 类别 项目 单位 I 级 II 级 III 级 物理性指标 可吸入颗粒物 g /m3 50 150 250 日平均 新风量 m3/h 60 30 15 化学性指标 甲醛 mg/m3 0.04 0.08 0.12 8h 平均 苯 g /m3 10 20 30 8h 平均 二甲苯 mg/m3 0.03 0.60 0.90 8h 平均 TVOC g /m3 200 300 600 8h 平均 苯并（ ）芘 ng/m3 不得检出 1 2 日平均 氨 mg/m3 0.1 0.2 0.5 CO2 ppm 600 1000 1500 CO mg/m3 3 5 10 8h 平均 O3 mg/m3 0.10 0.12 0.16 8h 平均 SO2 mg/m3 0.15 0.15 0.25 日平均 NO2 mg/m3 0.10 0.10 0.15 日平均 生物学指标 细菌总数 cfu/m3 1000 2000 4000