第1章 绪论

1.1 研究背景与意义

近年来，我国城市化建设进入高速发展阶段，建筑施工活动愈发频繁，由此产生的扬尘（以PM2.5为核心指标）和噪音污染已成为城市环境治理的重点难题。建筑工地作为PM2.5和噪音的主要排放源之一，其粉尘颗粒可通过呼吸进入人体肺部，引发呼吸系统疾病，长期暴露还会增加心血管疾病风险；而持续性的施工噪音不仅干扰周边居民的日常生活与休息，更可能导致施工人员听力损伤，影响作业效率与安全。随着公众环保意识的提升和国家对生态环境治理要求的严格化，《建筑施工场界环境噪声排放标准》《扬尘污染防治技术规范》等法规相继出台，明确要求建筑工地必须对扬尘和噪音污染进行实时监测与有效管控，这为污染监测技术的应用提供了政策依据。

然而，当前建筑工地的污染监测手段仍存在明显局限。传统监测方式多依赖人工巡检或固定式设备，人工巡检效率低下、数据滞后，难以实现全天候实时监控；现有固定式设备则普遍存在功能割裂、智能化程度低的问题——多数设备仅能单一监测扬尘或噪音，无法实现多参数协同分析；部分设备虽具备预警功能，但预警阈值固定，无法根据工地周边敏感区域（如学校、居民区）的不同要求灵活调整，导致预警针对性不足；更重要的是，现有设备多停留在“监测-报警”层面，缺乏与降尘设备的联动控制，即使监测到超标，也需人工启动降尘措施，响应滞后易加剧污染扩散。此外，噪音监测多缺乏直观的警示机制，难以快速提醒现场人员采取降噪措施。

在此背景下，设计基于STC89C52单片机的建筑工地扬尘噪音一体化监测系统具有重要现实意义。该系统不仅能实时监测PM2.5浓度和噪音值，更通过分级预警灯、可调节预警阈值、自动喷水降尘及噪音警示灯等功能，实现了“监测-预警-控制”的闭环管理，既满足了环保法规对实时监测的要求，又通过智能化控制降低了人工干预成本，能有效减少扬尘和噪音对施工人员及周边环境的危害，为建筑工地的绿色施工和可持续发展提供技术支持。

1.2 国内外研究现状

在建筑工地扬尘与噪音监测领域，国内外研究呈现出不同的发展路径与技术特点。国外起步较早，侧重于构建智能化、网络化的监测体系，多采用高精度传感器与嵌入式系统（如ARM架构），结合物联网技术实现多节点数据汇聚，通过云端平台进行实时分析与远程管控。例如，部分系统可整合PM2.5、噪音、温湿度等多参数，利用大数据算法预测污染扩散趋势，但这类系统成本高昂，且预警阈值设置依赖预设模型，难以根据工地实际工况灵活调整，同时与现场降尘设备的联动控制环节较为薄弱，更多停留在数据监测层面。

国内研究则更注重实用性与成本平衡，早期以单一参数监测为主，随着环保要求升级，逐渐向多参数集成方向发展。目前主流方案多采用单片机（如STC89C52、STM32）作为控制核心，搭配相应传感器实现扬尘与噪音的实时检测，并通过显示屏、指示灯等进行数据展示与简单预警。不过，现有设计存在明显局限：PM2.5预警阈值多为固定值，无法满足不同工地的差异化需求；预警逻辑多为单一层级，缺乏精细化的分级警示；噪音监测仅实现数据显示，缺乏直观的现场警示机制；且多数系统未整合自动降尘功能，超标后需人工干预，响应效率较低。

本设计针对上述不足，以STC89C52为核心，通过硬件集成与软件优化实现功能升级：在PM2.5监测中引入可调节预警阈值（支持按键增减10），设计三级灯光预警（绿、黄、红），并联动水泵自动降尘；针对噪音设置默认阈值，超标时触发独立红灯闪烁；同时增设初始化按键保障系统稳定，在低成本基础上实现“监测-预警-控制”一体化。

1.3 研究内容与方法

本研究围绕基于STC89C52单片机的建筑工地扬尘噪音检测系统展开，核心内容包括硬件选型与电路设计、软件程序开发及系统功能调试。硬件方面，以STC89C52为控制核心，集成PM2.5传感器、噪音传感器实现数据采集，搭配LCD显示屏实时显示检测值；选用三个LED灯（绿、黄、红）对应PM2.5分级预警，第四个LED灯用于噪音超标警示，同时接入水泵模块、蜂鸣器及两个按键（预警值调节与初始化），构建完整的监测与控制硬件架构。软件设计采用C语言编程，通过传感器驱动程序获取PM2.5浓度和噪音值，编写逻辑算法实现数据处理：PM2.5值与可调节预警值对比后控制对应LED灯亮灭，超标时触发蜂鸣器报警及水泵喷水；噪音值与默认阈值比较，超标则控制第四个LED灯闪烁，初始化按键用于系统参数复位。

研究过程中通过Proteus仿真验证电路逻辑，结合实物搭建进行功能测试，优化传感器数据采集精度与系统响应速度，确保各项功能稳定实现。