基于51单片机的空气质量检测（PM2.5）

基于STM32的室内空气质量检测系统设计.pdf

基于STM32室内空气质量检测系统硬件设计.pdf

广州办公室空气质量检测报告(样本）.pdf

Android应用源码之极致拟物化空气质量检测仪

1) 研究或解决的问题 通过分析市面上已有的多功能空气净化器，针对空气中的多种污染气体, 使用C语言，开发出-款以STM32为核心的多功能空气净化器控制系统，主要 设计内容包括: (1)数据采集功能模块的研究: 不同气敏元件的气体传感器接触污染的空气后产生的不同的信号，然后通 过单片机系统的数据采集系统和数据结算处理，得出污染气体的浓度值，然后 将其显示到液晶面板上，让人可以清晰明了的知道当前室内的空气质量，同时 予以气体净化;同时还采用了一个温湿度传感器，将当前室内的温湿度状况反 应到液晶面板上; (2)空气净化功能模块的研究: 通过对污染气体进行采集数据及分析，当污染气体的浓度到达一定的值 时，会使得风扇转动，通过风扇的转动来达到净化气体的目的，因此这个净化 功能拥有三种模式: ①手动模式:可以进行手动调节风扇转速，分别分为三级:转速分别为 30%，60%和100%。 ②自动模式:系统根据气体的污染程度来启动风扇。 ③睡眠模式:开启到最低级的转速。

本程序代码，打开后直接可以在网页打开，首页包括各城市空气质量指数排名、按等级分布热力图、各城市空气质量具体参数卡片，点击各省市查看详细信息弹出该城市具体实时监测数据，包括该城市下各个监测点实时数据、近24小时该城市AQI变化趋势和近30天该城市AQI变化趋势，点击空气质量介绍，包括对AQI的介绍、等级划分、应对措施等。

实物购买地址:点击购买 多功能空气质量检测仪概述: 该多功能的空气检测仪基于STM8S005设计，能够检测甲醛、PM2.5检测功能，并且能够连接WiFi，可通过网页和App查看历史测量数据。该空气检测仪功能挺多的，同时也比较的实用，所以分享给大家，提供给大家一些设计的思路及技术资料，彼此提高在技术层面的积累。 空气检测主要分为以下几个方面: 甲醛检测 PM2.5检测 温湿度检测 时间 ESP8266的联网 TFT显示 产品总体性能: 显示方式TFT液晶显示屏 测量工作环境 温度:5~50℃，湿度:20%~90%RH，大气压:1 kPa 测量方法 甲醛:电化学原理 PM2.5:激光散射法 燃气:半导体 检测方式 自动 超标提示 按照国标设置预警值，蜂鸣器报警 甲醛测量范围 0~2mg/m3, 数字分辨率:0.001mg/m3,精度:±5%F.S PM2.5测量范围 0~999ug/m3,分辨率:1ug/m3, 精度:±10% F.S 燃气检漏范围 0~25%LEL，等级:无泄漏，轻微泄漏，中等泄漏，严重泄漏 湿度测量范围 25%~90%RH 温度测量范围 -20~55℃ 多功能空气质量检测仪截图: 用到的重要芯片和模块如下: ESP8266和RX8010 ESP8266是现在成本较次的WiFi连接方案之一，之前用它做项目，现在将它的功能进行了深入的挖掘，现在用的是ＡＴ指令进行的联网和数据交换的任务，可以满足自己ＤＩＹ的乐趣，如果是用于产品响应时间很让人担忧，所以最近研究ESP8266的固件，看看能否通过ESP8266的片内编程解决响应时间及IO资源的问题。因为ESP8266的程序量交大，主要是最数据的上传交互，和其他的程序交叉使用，提取较为麻烦，有需求的朋友可以留邮箱或者QQ进行交流，也可添加本人QQ:1214814488或加群302341668进行交流。可提供APP和联网教程。 RX8010SJ是爱普生出的一颗时钟芯片，内部集成了时钟晶振，所以用起来较为方便，也不用担心晶振的选型。 温湿度SHT20和STM8S005 SHT20应该是现在市面精确测量温湿度较为常用的器件，价格也相当的靠谱，当时想用TI的HDC1000，发愁如何进行焊接，所以放弃的使用。由于SHT20、RX8010SJ、HDC1000都是IIC通讯的，所以附件驱动程序包括SHT20、RX8010SJ、HDC1000的程序。 STM8S系列的库文件，找的比较好用的库文件，在工程里直接替换C文件即可进行编译，便于新手上手。手里还有STM8L系列的相关资料，需要的可以加群302341668。 1.8寸TFT 驱动用的是ST7735S当时驱动这个屏花了有一天的功夫，真惭愧啊，最后发现卖家给的驱动有点问题，呈上驱动文件，如果是STM8系列的可以直接应用。 甲醛模块 甲醛模块是同学做的，我只是拿来应用，和原装英国达特的传感器性能相当，应用起来相当的简单，通电，只需串口接收数据进行解析就OK了。 甲醛的程序主要是串口，配置好串口后只用接收处理就可以了。甲醛模块的接收处理程序。 PM2.5模块 这是采用激光原理进行测量的传感器，测量相当的准确。主要是串口，配置好串口后只用接收处理就可以了 注意:附件内容分享的是所使用的资料及驱动文件等，具体详见附件内容。

设计说明: 1、没有用定时器，用的示波器调的延时，以满足传感器的时序要求 2、我的传感器坏了，没有输出，目前只能用电位器模拟输入电压 3、程序中加了空气质量分级，每级50ug/m3，共8级 4、只用了8位AD，分辨率已经够高了 5、程序中对数据作了平均，可以自己调整，目前是150次数据，显示周期1.5（每次检测需要10ms） 6、显示单位为ug/m3，下面显示的是实际电压供参考，显示值拟合了传感器的输出曲线 附件内容包括附件为源码，HEX，用ICCAVR6.31a编译通过。 实物效果图: 空气质量检测仪源码截图:

家庭智慧化是我们一直以来努力的目标，市面上也出现很多智慧的产品，大抵可以分为两类: 一类是大场作品如华硕、Google、Apple小米等等；一类是独立购买的单一功能产品，如无线门铃、智慧插座、无线灯控等等。大厂作品的好处是系统整合完整，可以互相支援连动，但是缺点也很明显，就是‘天地万物﹐朕赐给你的才是你的﹐朕不给﹐你不能抢。 ’，就是大厂没出的你就不能用独立购买单功能的好处是想要什么买什么，但是缺点就是，没有整合，当设备一多起来，光遥控器就要搞死你。 这个系列就要要来合并上面两个优点整合起来，将家里会用到的设备全部无线化，又有统一的界面可以管理。既然讲到无线，当然要提到最适合DIY应用的LoRa无线技术。LoRa有4大优点: 1.使用免授权费就可以使用的Sub1GHz频段，绕射能力强，传输距离长，全家都收的到 2.尺寸小巧，而且省电，不用常常换电池 3.市面上唯一可以建构网路的IOT技术，适合家庭应用 4.设计图与code原厂都开放网路可以查询，建置成本低廉 这次为了简化开发难度我们使用诠鼎代理群登的LoRa模组S76S，S76S的好处是尺寸小巧，只有11mm x 13mm，而且有开发版，脚位有外拉出来，方便开发 之前的第一系列温湿度计无线化帮助我们有了第一个无线的产品跟平台，第二集有了方便可移动的照度侦测，现在就来第三集: 智慧家庭无线化三:室内空品侦测 目标: 1. DIY制作包含LoRa模组的照度计 2. 接收小主机要可以使用电脑，手机监看，并作资料统计 3. 要可以一个小主机接收多个感应器资料 4. 可以整合第一、二集的资料 使用元件: 实作: 一、感应器端硬体设置: 日本夏普SHARP 原厂灰尘感测器GP2Y1014AU,比上代GP2Y11010AU精度提高15%，在一致性上可以和PM2.5激光感测器对比.可测量0.8微米以上的微小粒子,感知烟草产生的烟气和花粉,房屋粉尘等.体积小,重量轻,便于安装. 接线示意图如下 实际接线图如下 二、ATMEGA328跟照度计读取设定: 这个空气侦测元件的原理就是利用光学来感测空气中的尘埃粒子，其内部对角安装红外线发光二极体和光电晶体，使其能够探测空气中尘埃反射光 即使非常细小的如烟草烟雾颗粒也能够被检测到，通常应用在空气净化系统中。 所以我们透过D2脚位点亮内部的LED，再用类比A0依照粒径转换公式去换算出空气品质的数值 宣告与启动设定画面 三、S76S设定: S76S使用的是群登P2P的程式码 这个程式码的特点是已经定义好他的群组为1个Master对32个Slave，每一个Slave占用的时间为0.5秒，所以询问完一个群组为16秒钟 32个Slave的设计是适合智慧家庭的 架构图如下: 设定如下: 详细设定可以参考第一集或是可以看附件的手册 我们这里直接写好子函式，呼叫就可以设定设定 四、ATMEGA328+空气品质侦测器GP2Y1014AU+LoRa: 以上全部设定完成之后，以Arduino端只要做一件事情，就是将空气品质的资料透过S76S送出去，因为这是空品侦测，不需要控制，所以只要单向传送就可以了。 资料传送子函式: 感应器端主程式: 完整的程式码请看附件 五、接收器端硬体设置: 将S76S的3.3V与GND分别接到ESP-32S左右两边的pin19，再将S76S的TX、RX分别接到ESP-32S的pin17与pin16 接线示意图如下 实际接线图如下 六、S76S设定: S76S的设定同上，差别是，改成设定为Master，在启动即可 一样已经写成子函式直接呼叫即可设定 七、ESP-32S设定: ESP-32S的部分，一样可以利用ARduino编辑程式， 实际操作说明: 宣告设定 启动设定 网路校时子函式 网路传送子函式: 主程式: 展示: 因为这个方案是利用ESP-32S将资料用UDP的方式丢出 所以接收端就非常自由，只要可以接收UDP讯号的设备都可以当作 接收界面 在这里是用IBM开发的Node-Red去做画面演示 第一步:先将流程图一一拉出来设定好: 如下图 第二步就是将资料显示出来就大功告成了 如下图:因为是室内所以空气品质不错，有一小段数值拔高，是我为了测试是否有作用对侦测器哈气，表示有用 附件档案列表 场景应用图展示板照片方案方块图架构图Sensor核心技术优势1: 感测器端 : 使用日本夏普SHARP 原厂灰尘感测器GP2Y1014AU，利用内部对角安装红外线发光二极体和光电晶体定向发射LED光，通过检测空气中灰尘的折射情形来判断空气品质，可测量0.8微米以上的微小粒子,感知烟草产生的烟气和花粉,房屋粉尘等.体积小,重量轻,便于安装。 2: 微处理器端 : 利用 ATMEGA328 微处理器之I/O 埠在接收到温湿度的资料以UART传送至LoRa模组。 3