馬海琴，葉俊明

（桂林電子科技大學(xué)，廣西 桂林 541004）

基于WiFi的PM2.5測(cè)試儀設(shè)計(jì)

馬海琴，葉俊明

（桂林電子科技大學(xué)，廣西 桂林 541004）

室內(nèi)環(huán)境的好壞關(guān)系到人類生活質(zhì)量、動(dòng)植物生長(zhǎng)環(huán)境的好壞。隨著社會(huì)的發(fā)展，人們對(duì)室內(nèi)環(huán)境的要求提升到了一個(gè)新的高度。文章介紹了一種以單片機(jī)為核心，采用WiFi為傳輸模式，運(yùn)用光學(xué)傳感器對(duì)粉塵顆粒濃度進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)的測(cè)試儀。該測(cè)試儀具有良好的實(shí)用價(jià)值和研究意義。

PM2.5；實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)；無線傳輸

1　總體設(shè)計(jì)

系統(tǒng)采用自帶10位AD、看門狗、硬件串口的12C5A60S2單片機(jī)。PM2.5采用GP2Y1010AU，該傳感器是一種模擬輸出式的光學(xué)傳感器［1］。單片機(jī)通過WiFi無線模塊將處理后的傳感器數(shù)據(jù)傳輸至電腦或手機(jī)端，方便用戶進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。

2　無線通信模塊的設(shè)計(jì)

2.1 WiFi模塊設(shè)計(jì)

WiFi模塊采用ESP8266模塊，電路如圖1所示。ESP8266有3種工作模式：STA，AP，STA+AP。本文采用AP模式配置ESP8266模塊作為熱點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)手機(jī)或電腦直接與模塊通信，實(shí)現(xiàn)局域網(wǎng)無線控制。這種模式可以在沒有互聯(lián)網(wǎng)的情況下實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的采集傳輸［2］。

圖1 WiF模塊電路圖

2.2 WiFi模塊的配置

采用單片機(jī)通過串口對(duì)ESP8266進(jìn)行相關(guān)模式的配置：開啟服務(wù)器功能；設(shè)置WiFi模塊的名字和密碼；設(shè)置成多連接；設(shè)置TCP服務(wù)端口。配置程序如下：

3　傳感器模塊的設(shè)計(jì)

3.1 粉塵濃度檢測(cè)傳感器工作原理

粉塵濃度檢測(cè)傳感器采用GP2Y1010AU，此傳感器采用紅外發(fā)射和紅外接收二極管形成對(duì)角分布如圖2所示。粉塵經(jīng)過中間檢測(cè)區(qū)受到紅外線的照射，將紅外線反射至接收管從而實(shí)現(xiàn)粉塵與電信號(hào)的轉(zhuǎn)換［3］。利用單片機(jī)的AD對(duì)輸出的模擬信號(hào)進(jìn)行采集，模擬電壓與粉塵濃度的關(guān)系如圖3所示。

圖2 紅外發(fā)射和紅外接收二極管形分布示意

圖3 電壓與粉塵濃度的關(guān)系模擬示意

3.2 粉塵濃度檢測(cè)程序

從圖3可以計(jì)算出在線性區(qū)間中傳感器輸出電壓與粉塵濃度的關(guān)系：

F（x）= 0.1714 x－0.1x為輸出電壓

對(duì)于輸出電壓大于3.5V和小于0V的部分則限制Fx的值即可。

4　結(jié)語

本作品采用單片機(jī)對(duì)PM2.5進(jìn)行檢測(cè)，利用WiFi無線傳輸形式對(duì)環(huán)境中粉塵濃度進(jìn)行實(shí)時(shí)的樣品采集、數(shù)據(jù)分析校正，研制一款相對(duì)便宜、穩(wěn)定安全、方便的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)儀，提高人們對(duì)環(huán)境的監(jiān)測(cè)水平，具有良好的市場(chǎng)價(jià)值和研究意義。

［1］鄧積微.基于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)家居環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的研究與設(shè)計(jì)［D］.長(zhǎng)沙：湖南大學(xué)，2009.

［2］賈浩強(qiáng)，李耀.基于WiFi無線溫濕度檢測(cè)節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)［J］.單片機(jī)與嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用，2014（5）：70-72.

［3］劉君華.智能傳感器系統(tǒng)［M］.西安：西安電子科技大學(xué)出版社，2010.

Design of PM2.5 tester based on WiFi

Ma Haiqin， Ye Junming
（Guilin University of Electronic Technology， Guiling 541004， China）

Quality of indoor environment is related to the quality of human life， and it decides the growing environment of animal and plants is good or bad. With the development of the society， people put forward higher requirements for the indoor environment. The article introduced a kind of tester by using the single chip as core， adoptinging WiFi as the transmission mode and using optical sensor to monitor the concentration of dust particles in real time. The tester is of a good practical value and research signifcance.

PM2.5； real-time monitoring； wireless transmission

馬海琴（1990— ），女，山東臨沂。