室内空气污染物监测设计和工作原理

随着社会的进步和生活水平提高，人们对居住环境提出了越来越高的要求，除了舒适的热环境外，空气的健康清新、调控安全便捷也引起了人们越来越广泛的关注。目前绝大部分建筑物中仅配有简单的通风换气设备，无法实现人性化的智能调控。如何实现室内空气污染物的监测与报警以及智能调节，已成为智能家居领域的研究热点。

1 系统结构和工作原理

1．1 系统结构

该系统由传感器模块、无线模块、单片机控制模块、步进电机模块、短信模块5部分组成，结构框图如图1所示。

1．2 工作原理

传感器模块检测到气体浓度超标时发出报警信号，通过无线发射、接收后传送到单片机控制模块，启动控制程序，并向电机模块及短信模块发出工作信号，整个过程依赖于主控制模块程序的运行，通过添加传感器模块及编写不同程序可以实现多种控制功能。

2 硬件部分

2．1 传感器模块

选取3种常见的气体及相应的传感器：甲烷(传感器MQ5)，氨气(传感器MQ137)，二氧化碳(传感器(MG811)。3种传感器具有高灵敏度、高稳定性、使用寿命长、驱动电路简单等优点，适合于家庭中使用。

电路部分选用LM393比较器，其工作电源电压范围宽，单电源(2～36 V)；消耗电流小，输入失调电压小，VIO=±2mV；输出与TTL，DTL，MOS，CMOS等兼容；当监测气体浓度达到既定值时A、B两端电压变化，经LM393比较，输出低电平，由单片机控制部分采集。电路如图2所示。