软件设计主要完成数据采集，风险评估与处理以及指令获取的功能。进入主程序后，实验室净化系统首先对各个传感器以及电路模块进行初始化，随后软件系统通过各传感器对环境中的温度、湿度以及空气污染物的浓度进行检测，并将获得的参数发送到上位机，同时通过TFT屏幕显示气体污染物的浓度。今天润德净化说说实验室净化中的系统软件的三大操作。

实验室净化中，每进行一次数据采集，系统就会对采集的数据进行风险评估，来判断当前环境是否存在温湿度过高、有毒气体浓度过高以及是否有火灾风险等，并依据判断结果来完成相应的操作。

1.数据采样与滤波

为准确地得到各气体污染物的浓度，实验室净化系统使用STM32F407单片机的ADC功能对气体传感器的输出信号进行采样，并且在内部数据的传输中采用直接内存存取器（Direct Memory Access，DMA）的方式来提高数据的读取速度。

而在采样的过程中，由于热噪声以及电磁噪声的干扰，ADC的采样输出常常会产生波动。系统使用数字滤波器对采样信号进行处理，来降低噪声对采样结果的影响。实验室净化系统的数字滤波选择滑动均值滤波的方法来完成，该方法对于噪声具有很好的平滑作用。实现方法是定义一个长度为N的窗口，对采样信号进行存储，每获得一个信号值，就丢弃最先获得的那个信号，并将窗口内的数据做一次算数平均，作为滤波后的信号值，该实验室净化的方法能有效抑制信号噪声，对信号具有很好的平滑作用，且具有实现简单，占用资源少的优点。

2.风险评估与处理

依照空气污染物的风险评估标准和《GBZ/T-223-2009石油、化工可燃气体和有毒有害气体检测报警设计规范》对被测气体污染物的报警浓度进行设定，并使用多种气态污染物分别对MQ135、MQ2、MQ7 3个传感器进行标定，测量其在不同空气污染物浓度下的电压值，并依据该电压值来设定传感器的报警电压阈值。

根据不同气态污染物浓度的阈值可将当前实验室环境分为3个等级进行处理。空气污染物浓度取各区域中最高浓度值作为判断值。实验室净化中，当被测气体污染物浓度处于正常范围内时，规定当前实验室空气状态标定为“无风险”等级；若系统检测到污染物浓度上升，但未达到规定的安全阈值，规定当前实验室空气状态为“低风险”等级；而当检测到空气中的污染物达到或超过了实验室净化系统的规定阈值，或者实验室净化系统判断到火灾风险，需要进行人工干预时，规定此时的状态为“高风险”。

3.上位机软件设计

上位机软件使用Visualstudio2010来设计。上位机软件的设计分为数据显示模块、用户控制模块以及日志记录模块3个部分。实验室净化中，数据显示模块用于显示当前实验室的温度、湿度和气体污染物的浓度。

以上就是润德净化今天所要分享的内容，用户控制模块用于控制空气循环系统，实验室净化的报警系统以及空调设备。而日志记录模块则用于记录实验室中发生异常状态的等级、时间和区域，方便工作人员对风险进行进一步的把控。