全自动追踪污染源移动净化器

德州学院机电工程学院 孔明 王志坤

目前大多数家庭净化器为大型定点式，笨重、占地率高且净化效率低。根据这些缺点，我们提出制造可折叠追踪净化器，为方便使用，在净化空气的时候，顺便解决家庭卫生情况，为此加入扫地功能，两者功能结合，无需人为管理，自动对家庭环境进行全面清洁。

本文在stm32 单片机的基础上，安装气体检测模块，通过空气中浓度的变化，以及定位系统进行移动，安装光电开关以及感应模块，实现自动避障，防止碰撞，以防损坏家具。全自动追踪污染源移动净化器具有普通扫地机器人的功能，安装电机和麦克纳姆轮，可以随时前后左右灵活运动。将整个净化器进行机械结构改造，实现工作时净化器展开，闲置时净化器折叠，节省家庭空间。通过手机app 控制，实现互联网连接，随时监测家中的空气质量，根据家中情况，灵活选择净化器运行或停止，合理利用资源，当空气质量优时净化器将自动关闭。这些功能体现了该净化器的多重优越性，可以满足家庭需求。

1 基于stm32 单片机的追踪系统的设计

设计系统总体思路，如程序框图1。

图1

1.1 监测系统的设计

用stm32 单片机作控制系统，在此基础上安装空气检测模块，空气检测模块是由TGS2600 气体传感器、PM2.5 传感器DN7C3JA001 和QM1H0P0073 温湿度传感器MQ 系列传感器五合一组成的。采用ES485 数据总线和UART 串口TTL 电平两种输出模式，同时检测CO2，甲醛，TVOC，PM2.5，温湿一体。并对空气检测模块的灵敏度进行调节，达到最佳平衡状态。采用1024×600 电容触摸显示屏，3.3v 电源可以控制，GND 接负，SDI、SCL、CS 分别接入SPI 数据输入、时钟信号输入、选片信号输入。RST、RS、BLK 分别为复位、输入选择和输出，电容触摸显示屏如图2。实现产品的智能化，在线监测和数据收集，逐渐实现无人操作的全智能设备。

图2

1.2 运动系统的设计

运用NE0-07 GPS MINI 模块定位净化器，以及引导净化器移动。通过浓度变化，单片机安装TB6612FNG 电机驱动模块，启动步进电机，带动麦克纳姆轮移动。对浓度进行PWM采集，通过变化，控制驱动，驱动有PWM引脚，以及AIN 控制正反停转，AO连接电机的脚，控制电机的运动，实现自主移动。净化器移动过程中，空气更多地进入净化器内，更好地净化空气。加上手机APP 控制利于对净化器的精准控制，当空气中存在有毒气体，蜂鸣器发出警报，蜂鸣器通过IO 口，高低电平控制蜂鸣器，并向手机发送信号，实现互联网设计。图3 为APP 软件图。可实现平面中任何地方的移动，在回家之前可以观察家庭状况，详细了解家庭情况后，有更多的选择。

图3

1.3 扫地设计

在普通的扫地机器人基础上，对机器人外壳进行设计，实现扫地和净化一体机，无缝连接。在净化空气的时候，可以选择让扫地功能工作，也可以选择停止扫地工作，可以视家庭情况而定。该一体机节省家庭空间，功能多样化，对家庭清洁工作做到效率最大化。

2 外型设计

采用总体是长方形倒角结构，上方开孔，中间有屏幕显示和开孔，进行空气交换，下方小车设计，四轮模式，方便转动。如图4、图5。

图4

图5

3 总结

该产品将空气净化器进行了设计，如果将净化器固定位置，净化器的效率和效果会大大降低，该产品将在空气净化器上加入自动追踪空气净化检查技术，自动追踪空气中的污染源，追踪污染源然后将空气净化器进行移动，保证了转化的效率以及效果。除了自动追踪，我们还将智能显示空气质量，自动避障，手机APP 远程操控等技术集于一体，从而达到高效率，以及针对性地寻找污染源，满足了人们的需求，大大降低了空气中的污染物含量，让人们有好的身体以及心情。