中國報告大廳網訊，隨著居民健康意識的提升與室內環境質量標準的日趨嚴格，甲醛檢測儀行業迎來技術升級浪潮。2025年，邊緣計算、多傳感器融合、智能預測算法等技術逐步成為行業主流方向，推動檢測儀向低成本、高精度、智能化、實時化方向發展。當前市場上，手持式甲醛檢測儀雖具備便攜性與高精度優勢，但普遍存在價格昂貴的問題;傳統甲醛檢測方法則因對操作流程要求較高，難以實現大範圍普及應用。在此背景下，融合邊緣計算技術的甲醛檢測儀憑藉本地算力優化、雲端資源節約、實時數據處理等核心優勢，成為解決行業痛點的重要技術路徑，相關設備的設計與研發已成為行業技術創新的核心議題之一。以下是2025年甲醛檢測儀行業技術分析。
甲醛作為室內裝修材料中常見的有毒有害氣體，長期暴露會對人體呼吸系統、免疫系統等造成嚴重危害，精準檢測室內甲醛濃度是保障居住與工作環境安全的關鍵。基於邊緣計算的甲醛檢測儀通過整合傳感器採集、數據智能分析、無線傳輸、實時顯示等功能模塊，可實現甲醛濃度的精準檢測與未來數據趨勢預測，為用戶提供及時的環境安全預警，具備廣泛的應用價值。
甲醛檢測儀的系統方案以STM32F103C8T6作為核心控制板，充分考量甲醛檢測過程中溫濕度等環境因素對檢測結果的影響，完成核心傳感器的選型匹配。方案整合溫濕度傳感器、甲醛傳感器實現環境數據實時採集，通過邊緣計算框架下的三次指數平滑算法對採集數據進行處理與未來趨勢預測，最終通過顯示模塊完成數據可視化呈現。該方案通過邊緣計算技術的應用，有效降低了雲端伺服器的負載壓力，實現本地資源的高效利用，避免算力浪費，顯著提升了甲醛檢測儀的實用性與運行效率。
《2025-2030年中國甲醛檢測儀市場專題研究及市場前景預測評估報告》指出，甲醛檢測儀的硬體結構以MCU最小系統為核心，整合甲醛監測電路、溫濕度檢測電路、無線通信電路、數據顯示電路及預留擴展接口，形成多模塊協同工作的硬體架構。其中，MCU最小系統承擔核心控制功能，負責對各模塊採集的數據進行分析與處理;甲醛監測電路專注於周圍空氣中甲醛濃度值的精準採集;溫濕度檢測電路採集影響甲醛濃度的環境參數，為檢測數據的校準與預測提供基礎數據支撐;無線通信電路實現監測數據的實時傳輸;數據顯示電路通過圖形化界面完成實時監測數據與預測數據的可視化展示，方便用戶直觀獲取環境信息。
為保障甲醛檢測儀對環境溫濕度變化的實時監測，同時確保採集數據的穩定性與精度，需選用性能穩定、測量範圍適宜、接口簡單且成本合理的溫濕度傳感器。甲醛檢測儀採用DHT11溫濕度傳感器，其DATA引腳作為單總線數位訊號輸出端，連接至單片機PB6引腳，通過單總線通信協議完成溫濕度數據的採集與傳輸。電路設計中，通過合理的電源配置與引腳連接，確保傳感器工作的穩定性，其電路原理如圖2所示(註：VCC為電源引腳;GND為地引腳;DATA為數據引腳;NC為空引腳;PB6為單片機對應連接標號;R11為上拉電阻;Res2為電阻R11對應標號;P9為DHT11溫/濕度傳感器對應標號)。
甲醛檢測儀選用SGP30傳感器作為甲醛檢測核心器件，該傳感器為集成多種氣體檢測功能的數字式空氣品質傳感器，在甲醛氣體濃度測量方面具備高精度與高可靠性的核心優勢。甲醛監測電路中，SGP30模塊引出VCC、GND、SDA和SDL共4路引腳，支持1.8V~5V寬電平輸入，其中VCC和GND引腳分別接至+5V電源和地，數據傳輸SDA引腳與同步時鐘信號SCL引腳分別與單片機PB1、PB0引腳連接。電路通過SDA引腳實現與模塊的數據交互，通過SCL引腳產生同步時鐘脈衝，完成甲醛濃度數據的穩定獲取，其電路原理如圖3所示(註：P7為SGP30傳感器對應標號;SDA為數據傳輸引腳;SCL為同步時鐘引腳;PB0、PB1為單片機對應連接標號)。
甲醛檢測儀的數據顯示電路採用2.4英寸TFT液晶模組，分為觸摸控制部分和驅動顯示部分，其中T_IRQ~T_CLK為觸控通信引腳，連接單片機PA和PC口對應引腳;SDO~CS為驅動顯示屏所用引腳，連接PB口對應引腳，通過引腳的合理分配實現LCD液晶模組的觸控操作與數據顯示功能。考慮到STM32F103C8T6單片機的引腳數量限制，甲醛檢測儀採用軟體SPI通信方式驅動顯示螢幕，該方式雖相較於硬體SPI通信傳輸速率相對較低，但可在有限I/O口資源條件下穩定實現顯示功能，保障數據可視化的正常呈現，其電路原理如圖4所示(註：T_IRQ~T_CLK為觸控通信引腳;SDO~CS為驅動顯示引腳;PA、PB和PC為單片機對應連接標號;2.4 Inch TFT為2.4英寸TFT顯示屏)。
甲醛檢測儀的無線通信電路採用ESP8266-01S WIFI SOC模組，該模組支持標準的IEEE802.11b/g/n協議，內置完整的TCP/IP協議棧，可實現甲醛檢測儀與雲伺服器端的穩定連接與數據交互。電路設計中，ESP8266-01S模組通過UART串口與STM32F103C8T6微控制器進行連接，發送引腳TXD、接收引腳RXD與單片機對應引腳交叉相連，保障數據傳輸的穩定性與準確性。通過該無線通信電路，甲醛檢測儀可將採集的實時數據與預測數據上傳至雲端伺服器，實現數據的遠程存儲與管理，其電路原理如圖5所示(註：TXD為發送引腳;RXD為接收引腳;ESP01S為無線通信模組;P為對應模組標號;+3.3為供電引腳)。
甲醛檢測儀的核心算法以指數平滑預測法為基礎，結合甲醛濃度與溫濕度參數的關聯比例關係，將環境參數與預測值融合計算，最終得到精準的甲醛濃度預測數據。在時間序列數據分析過程中，算法根據數據波動特徵與趨勢特徵的差異，自適應選擇不同的指數平滑模型：當數據波動占優時，採用一次指數平滑模型;當數據趨勢占優時，採用三次指數平滑模型;當波動與趨勢特徵相近時，採用二次指數平滑模型，通過模型的自適應選擇保障預測精度。
甲醛檢測儀的主程序設計涵蓋系統線性流程規劃、各模塊初始化配置、中斷處理機制等核心內容。主程序需完成所有硬體外設的初始化設置，調用各功能模塊函數，同時重點解決甲醛檢測、溫濕度檢測、算法執行、無線通信等模塊的優先級排序與系統同步問題，保障設備穩定運行。
主程序流程如圖6所示，具體執行邏輯如下：首先，程序啟動後完成初始化配置，隨後與DHT11溫濕度傳感器進行通信，獲取實時溫濕度數據;同時獲取SGP30傳感器採集的甲醛濃度數據，將兩類數據輸出至顯示模塊完成實時顯示，同步通過串口或無線模塊發送至上位機或雲端，以便後續數據處理與存儲。其次，通過定時器計數記錄運行時間，根據計時條件判斷是否執行預測算法：當滿足5min、30min、60min計時條件時，啟動指數平滑預測算法對檢測數據進行趨勢預測，並將預測結果發送至LCD顯示模塊呈現。再次，對設備聯網狀態進行判斷：若未聯網，數據僅在本地顯示模塊呈現;若已聯網，數據則同步上傳至雲服務端。最後，設置合理的延時與循環等待機制，保障程序的穩定運行與響應速度。
為驗證甲醛檢測儀的檢測精度與預測精度，開展多場景測試實驗，測試過程中採取嚴格的防護措施，避免有害氣體危害人體健康。測試選用低濃度含醛被測物，與高精度市場同類設備進行對比驗證，同時控制溫濕度參數與甲醛釋放狀態，完成不同時間維度的預測精度測試。
本次測試採用含千分之一甲醛的溶液作為被測物，分別在同等溫度不同濕度、不同溫度相同濕度條件下開展對比實驗，測試數據見表1。由表1數據可知，甲醛檢測儀的實測值與參照組高精度設備的檢測值基本一致，誤差控制在合理範圍內，表明甲醛檢測儀的檢測準確度符合設計要求，能夠在不同溫濕度環境下實現甲醛濃度的精準檢測。
本次測試控制溫度和濕度在相似範圍內，確保含甲醛物質平緩釋放甲醛氣體，分別對5min、30min、60min後的甲醛濃度進行預測，並驗證預測數據準確度，測試數據見表2、表3。分析表2、表3數據可知，甲醛檢測儀對5min後的甲醛濃度預測數據相對準確;30min和60min後的預測數據存在輕微偏差，偏差值接近±0.005mg/m³，整體預測精度符合實際應用需求。
綜合兩項測試結果可知，在甲醛自然釋放的實際環境中，甲醛檢測儀的檢測數據準確度較高，不同時間維度的甲醛濃度預測精度在普遍情況下相對準確，能夠滿足實際應用中的檢測與預警需求。
本文圍繞2025年甲醛檢測儀行業技術發展趨勢，提出並實現了一種基於邊緣計算的甲醛檢測儀設計方案。該方案以STM32F103C8T6為核心控制單元，整合甲醛傳感器、溫濕度傳感器、無線通信模塊、顯示模塊等硬體組件，結合指數平滑預測算法與邊緣計算技術，構建了集實時檢測、智能預測、數據傳輸、可視化顯示於一體的甲醛檢測系統。通過硬體電路的優化設計與軟體算法的精準調控，甲醛檢測儀實現了甲醛濃度的高精度檢測與多時間維度的趨勢預測。測試結果表明，該甲醛檢測儀具備較高的檢測靈敏度與響應速度，能夠穩定完成甲醛濃度檢測工作，檢測數據準確度與預測精度均符合實際應用要求。
相較於傳統檢測設備與方法，該甲醛檢測儀通過邊緣計算技術的應用，有效優化了算力分配，降低了雲端資源消耗，同時具備成本合理、操作便捷、智能化程度高的核心優勢，能夠滿足家庭、辦公室等多種場所的甲醛檢測需求。隨著邊緣計算技術的不斷成熟與行業應用的持續深化，該類型甲醛檢測儀有望在室內環境安全監測領域實現更廣泛的普及，為提升居民生活品質、保障室內環境安全提供重要技術支撐，具備良好的應用前景與發展潛力。
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