硬件设计

STM32微控制器作为核心处理器，通常选择STM32F103系列，因其具备丰富的外设接口和低功耗特性。传感器模块选用高精度VOC传感器如SGP30或CCS811，这些传感器支持I2C通信，能够实时检测多种挥发性有机化合物。

电源管理模块采用锂电池供电，配合低功耗设计，确保设备长时间工作。显示模块常用OLED屏幕，用于实时显示VOC浓度数据。数据存储模块可选用EEPROM或SD卡，用于记录历史数据。

软件设计

系统软件基于Keil或STM32CubeIDE开发环境，采用模块化编程思想。初始化阶段配置STM32的GPIO、I2C、ADC等外设，确保传感器、显示模块和存储模块正常工作。

传感器数据采集通过I2C接口实现，定期读取传感器数据并转换为VOC浓度值。数据处理算法包括滑动平均滤波或卡尔曼滤波，用于提高数据准确性。用户界面设计简洁，通过按键切换显示内容，如实时浓度、历史数据和报警阈值。

功能实现

实时监测功能通过主循环实现，不断更新传感器数据并在OLED上显示。报警功能在VOC浓度超过设定阈值时触发，通过蜂鸣器或LED警示用户。数据存储功能将浓度数据和时间戳保存至存储模块，支持后续分析。

低功耗模式通过STM32的睡眠模式实现，在无操作时降低功耗。蓝牙或Wi-Fi模块可扩展无线传输功能，将数据发送至手机或云端平台。校准功能通过按键触发，确保传感器数据的长期准确性。

应用场景

便携式VOC气体检测仪适用于室内空气质量监测、工业环境安全和车载空气质量检测等领域。小巧的外形设计和低功耗特性使其适合个人携带和长期使用。高精度传感器和实时报警功能能够有效保障用户健康和安全。

扩展功能包括多气体检测和移动应用集成，通过增加更多传感器和开发配套APP，提升设备的实用性和用户体验。开源硬件和软件设计便于二次开发，满足不同场景的定制化需求。

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