便携式PM2.5测试仪设计开题报告

1. 本选题研究的目的及意义

随着工业化和城市化的快速发展，空气污染问题日益严峻，其中pm2.5作为主要污染物之一，对人体健康和环境质量构成严重威胁。

pm2.5是指环境空气中空气动力学当量直径小于等于2.5微米的颗粒物，其粒径小，易于吸入人体肺部深处，对呼吸系统和心血管系统造成损害，引发呼吸道疾病、心脑血管疾病等多种疾病，严重危害人体健康。

传统pm2.5监测设备通常体积庞大、价格昂贵，且需要专业人员操作，难以满足公众对pm2.5浓度信息获取的便捷性和实时性需求。

2. 本选题国内外研究状况综述

近年来，国内外学者和研究机构在pm2.5监测技术方面开展了大量研究工作，取得了一系列重要成果。

1. 国内研究现状

国内在pm2.5监测技术方面起步较晚，但发展迅速，已涌现出一批具有自主知识产权的pm2.5监测仪器。

3. 本选题研究的主要内容及写作提纲

本课题主要研究内容包括以下几个方面:1.便携式pm2.5测试仪的总体方案设计，包括系统需求分析、工作原理、系统总体框架以及方案可行性分析等。

2.硬件电路设计，包括传感器模块选择与设计、数据采集电路设计、显示与控制模块设计以及电源模块设计等。

3.软件设计，包括软件开发平台选择、数据处理算法设计、人机交互界面设计以及系统调试与测试等。

4. 研究的方法与步骤

本课题将采用理论分析、实验研究和仿真模拟相结合的研究方法，逐步开展以下研究工作：
1.理论分析阶段：-深入研究pm2.5的特性、危害以及现有监测技术；-分析比较不同类型pm2.5传感器的优缺点，确定最佳传感器方案；-研究数据采集、处理和显示相关技术，选择合适的软件开发平台和算法。

2.实验研究阶段：-搭建硬件电路，进行传感器模块、数据采集电路、显示与控制模块以及电源模块的调试和测试；-开发软件程序，实现数据采集、处理、显示、存储等功能，并进行系统联调和测试；-对比测试仪与标准仪器的测量结果，评估测试仪的测量精度、稳定性等性能指标。

3.仿真模拟阶段：-利用仿真软件对测试仪进行建模和仿真，模拟不同环境条件下的工作状态，优化系统设计参数；-对测试仪进行虚拟测试，验证系统功能和性能，为实际测试提供参考依据。

5. 研究的创新点

本课题致力于在以下几个方面实现创新：
1.低成本设计：-探索采用新型低成本pm2.5传感器和电路设计方案，在保证测量精度和稳定性的前提下，降低制造成本，提高产品性价比。

2.便携易用设计：-优化硬件结构和软件界面设计，使测试仪更加小巧便携，操作简单易懂，方便用户随时随地进行pm2.5浓度测量。

3.数据处理算法优化：-研究开发高效、精准的数据处理算法，提高测试仪的测量精度、抗干扰能力和数据可靠性。

6. 计划与进度安排

第一阶段 （2024.12~2024.1）确认选题，了解毕业论文的相关步骤。

第二阶段（2024.1~2024.2）查询阅读相关文献，列出提纲

第三阶段（2024.2~2024.3）查询资料，学习相关论文

7. 参考文献（20个中文5个英文）

1. 王 健, 邓 勇, 陈 超, 等. 基于激光散射法的pm2.5检测技术研究[j]. 传感器与微系统, 2021, 40(4): 146-149.

2. 李 娜, 李 静, 谢 飞, 等. 基于光散射法的pm2.5检测仪的设计[j]. 电子设计工程, 2021, 29(12): 36-40.

3. 周志文, 周 强, 孟凡会, 等. 基于虚拟仪器技术的pm2.5检测系统设计[j]. 仪器仪表学报, 2020, 41(11): 138-145.