Page 116 - 高中 信息技术 选择性必修6 开源硬件项目设计

第四章 开源硬件项目输入输出组件及综合应用项目开发

我们对项目的电路原型做设计与制作，实验测试和运行成功后，还可以为其制作合适
美观的外观盒子，完成既实用又有创意的装置，实现对教室空气质量的监测。

4 . 4 . 2 教室空气质量监测仪项目的技术方案设计

1．需求分析和问题识别

根据教室空气质量监测仪项目的创意策划，进行需求分析和问题识别，如表4-15所示。

表4-15 教室空气质量监测仪项目需求分析与问题识别框架
广东教育出版社
功能情境 问题识别和分解 问题梳理与合并

核心功能：当空气中的 需要能够感知空气中灰尘粒子的组件。 是否有一种能够感知
灰尘粒子浓度达到一定阈 当粒子浓度达到一定值时，触发敏感元件采集到 不同灰尘粒子或气体粒
值时，能够被传感器检测 相应数值，然后通过程序处理将数据读取出来，再 子的敏感组件，还是一
到并显示出相应的数值。 将数据转换成可显示的数值文本显示出来。 种敏感组件只能感知一
种气体粒子。
多功能创意：当空气中 需要能够感知空气中不同灰尘或气体粒子的组 测 量灰 尘 或气 体 粒
的不同灰尘粒子或气体粒 件。 子浓度强弱阈值的触
子浓度达到一定阈值时， 当粒子浓度达到一定值时，触发敏感元件采集 发范围。
都能够被传感器检测到， 到相应数值，然后通过程序处理将数据读取出 有多种颜色的LED可
并显示出相应的数值，用 来，再将数据转换成可显示的数值文本显示出 供驱动。
不同颜色表示程度等级， 来；驱动不同颜色的LED分级表示污染程度；当 有发声组件发出警报
严重时发出警报。 超过某个数值时，发出鸣叫警报。 声。

2．功能实现分析和组件选择

查阅资料，判断分析，形成教室空气质量监测仪项目功能实现对应表，如表4-16所示。

表4-16 教室空气质量监测仪项目功能实现对应表

功能需求分析 选型分析 实现分析

是否有一种能够感知不 一种传感器只能检测一类粒子，该项目需要
灰尘传感器工作电压与工作
同灰尘粒子或气体粒子的 用到具有检测灰尘功能的灰尘粒子传感器。 电流。
敏感组件，还是一种敏感 检测到的灰尘粒子浓度的数值能够在显示 在电路中需要的固定电阻和电
组件只能感知一种气体粒 屏上显示出数据。 容，要计算其电阻值和电容值。
子。 该灰尘传感器检测浓度的数
测量灰尘或气体粒子浓 选用全彩LED，根据感知的粒子浓度数值范
度强弱阈值的触发范围。 围，分别能显示绿色、黄色、橘红色、亮红 值范围。
显示屏显示数据的驱动方式。
有多种颜色的LED可供 色四个颜色。
驱动。 当感知的粒子浓度达到某个数值范围时， 全彩LED的颜色显示驱动。
蜂鸣器鸣叫。
有发声组件发出警报声。 发声装置发出警报声。

3．元器件选型
在本项目中，检测灰尘粒子的传感器是关键器件，属于环境检测类传感器。为确定项

目关键器件的选型，我们需要查阅和对比PM检测传感器的资料。

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