无线式红外二氧化碳气体浓度检测系统的研制开题报告

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，能源消耗不断增加，导致大气中二氧化碳等温室气体浓度持续上升，引发全球气候变暖等一系列环境问题。

为了有效控制和减少二氧化碳排放，实时监测其浓度变化至关重要。

传统的二氧化碳气体浓度检测方法，如电化学法、气相色谱法等，存在成本高、体积大、操作复杂等缺点，难以满足大规模、低成本、便捷化的监测需求。

2. 本选题国内外研究状况综述

近年来，随着传感器技术、无线通信技术和嵌入式系统的发展，无线式气体浓度检测系统成为了研究热点。

国内外学者在红外二氧化碳气体浓度检测系统的研究方面取得了一定的成果。

1. 国内研究现状

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.红外二氧化碳传感器模块：研究红外二氧化碳传感器的工作原理和特性，分析其优缺点和适用范围。

选择合适的红外二氧化碳传感器，并根据其性能参数设计信号调理电路，将传感器输出的微弱信号进行放大、滤波等处理，以便后续电路进行采集和处理。

2.无线通信模块：研究和比较zigbee、wifi、蓝牙等无线通信技术，分析其优缺点、适用场景和功耗特性，选择最合适的无线通信技术。

4. 研究的方法与步骤

本课题的研究将采用理论分析、实验研究和仿真模拟相结合的方法，逐步进行，具体步骤如下：1.文献调研阶段：查阅国内外相关文献，了解红外二氧化碳传感器、无线通信技术、嵌入式系统等方面的研究现状和发展趋势，为系统设计提供理论依据。

2.系统设计阶段：根据课题研究目标和需求分析，确定系统的总体方案，包括硬件结构、软件架构、通信协议等，并进行详细设计，绘制电路原理图、pcb图等。

3.系统实现阶段：根据设计方案，进行硬件电路搭建、软件编程、传感器调试等工作，并进行联调，确保系统各部分能够协同工作。

5. 研究的创新点

本课题的创新点主要体现在以下几个方面：1.低功耗设计：针对无线传感器网络节点功耗受限的问题，本课题将采用低功耗设计理念，选择低功耗传感器、无线模块和处理器，并优化软件算法，降低系统功耗，延长系统使用寿命。

2.高精度测量：为了提高二氧化碳浓度测量的精度，本课题将采用高精度红外二氧化碳传感器，并设计信号调理电路，对传感器输出信号进行放大、滤波等处理，降低噪声干扰，提高测量精度。

3.智能化数据处理：本课题将开发智能化数据处理算法，对采集到的二氧化碳浓度数据进行分析和处理，例如，采用卡尔曼滤波、移动平均等算法对数据进行平滑处理，去除异常值，提高数据可靠性。

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. 黄勇，王平，何建宗. 物联网环境下基于android智能手机的二氧化碳监测系统[j]. 传感器与微系统, 2016, 35(12): 158-161.

2. 刘振乾，王新峰，郭玉宝，等. 基于zigbee的二氧化碳气体监测系统设计[j]. 传感技术学报, 2017, 30(9): 1394-1400.

3. 孙立, 袁浩, 王华伟, 等. 基于zigbee和stm32的温室气体监测系统设计[j]. 农业工程学报, 2018, 34(11): 173-180.