近年来，我国空气污染乃至全球的空气污染越来越严重，由于工业化的进程越来越快，在此过程中产生的大量的废气、灰尘等一系列的有毒有害的气体，而在我国空气净化器的起步又比较晚，空气又是在不断地恶化中，对人们的健康造成了很大的伤害，因此我国也急需发展空气质量净化器。随着科技的不断进步，人们生活水平的提高，对生活质量的要求也是越来越高，在家居环境方面的要求也越来越高，因此空气净化器在我们国家有着极大的市场空间。

本课题的研究与设计基于当前空气质量现状所提出来的，且当前市面上的一些空气净化器的净化效果并不理想，因此所提出的一些功能要更完善，功能更强大，净化效果也更好。

第二章 系统的总体设计方案

本章节的主要内容分为三个方面，设计的任务与要求、总体设计方案、总体设计的软硬件环境，分别讲解了本次任务的一些基本要求，所要达到的目标，和达到这个目标所需要的软硬件工具。

2.1  设计的任务与要求

1、设计的任务：

设计一个可以实施的空气净化装置控制系统并且实现此系统所要具备的功能。如图2-1为此次设计的空气净化装置控制系统框图：

图2-1  空气净化装置控制系统框图

2、设计的要求：

①能够采集到空气质量指数，并且能够根据空气污染指数来判断空气是否在控制范围内；

②当空气质量不合格时，空气净化装置能够及时发出警报，并且启动空气净化器进行下一步的处理；

③当温度高于设置值的时候，控制器启动净化器中的风扇控制模块，进行降温；当湿度低于设置值的时候，启动雾化模块，选择是进行加湿模式或者清香模式或者中药保健模式；

④在空气质量不达标时，启动空气净化器对室内空气进行处理，设计的空气净化装置能够起到净化空气的作用，使空气质量达标。

2.2  总体设计方案

本设计采用模块化的思想对所要达到的目标进行处理，经过对市面上一些空气净化装置现有的功能进行了分析之后，并且也结合当前室内空气的污染现状，本次实验课题设计开发的装置控制系统以下几个模块：电源模块、风扇模块、测量模块、报警模块、显示模块、雾化模块。先把每个模块各自要实现的功能进行分析设计，在每个模块设计出来之后再整合到一起，进行系统的调试。

总体设计模块方框图大致分为如图2-2所示的几个模块：

1.电源转化模块：采用的AVR单片机电源为直流5V电压,与此同时传感器需要9V直流电压,因此电源电压模块所需的直流电压为5V、9V。

2.温湿度测量模块：使用TGS800作为气体传感器，采集空气质量信息，通过对传感器的特性与特定结构的定性分析，选择了一种适用于本设计场效应管驱动加热的模式，完成传感器模块的电路部分的设计。结合mega16单片机与TGS800，将两者用电路部分进行连接，在单片机接收到传感器输送的信号之后，mega16将会对接收到的信号进行有效的处理，从而控制输出模块。

3.风扇控制模块：由于采用的单片机输出电压比较小而电扇电机电压又比较大，所以选用直流电机，ATmega16单片机在对风扇进行控制时，可调节风扇的通路和断路。

4.异常报警模块：此模块用于系统收集到的空气质量信息即将或已超过设定值时起到警示的作用，提示启动空气净化装置来对空气质量进行处理。

5.显示模块：显示模块主要用于显示整个系统的工作状态、室内空气质量、风扇运行状态等一些信息，所以拟采用LCD12864液晶显示器，因为此显示器只需要设计好与ATmega16单片机的接口电路，其余部分实现可使用程序进行控制。