基于单片机的PM2.5测试仪的设计与实现.pdf

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1、露全面感知ComprehensivePerception基于单片机的PM2．5测试仪的设计与实现兰冰芯，谌海云，陈东，吉宁(西南石油大学电气信息学院，四川成都610500)摘要：PM2．5作为雾霾的重要组成部分，其颗粒物直径小，含有高浓度的有毒、有害物质并且在空气中长时间保留、远距离漂浮等特性，使得对PM2．5的检测和治理成为当务之急。本设计采MSP430F149单片机为控制中心，由GP2Y1010AUOF光学空气质量传感器测量空气粉尘浓度，通过单片机内置的12位AD转换将模拟的电压信号转换成数字信号，

2、然后由单片机进行数据的处理，最后由LCD1602显示屏显示当前空气粉尘浓度，当浓度超过设定阈值时报警。实践证明，该PM2．5测试仪电路设计简单、稳定性好、测试精度高、体积小、价格低，具有一定实用价值。关键词：PM2．5：单片机；粉尘浓度：自动检测中图分类号：TB476文献标志码：A文章编号：2095—1302(2014)11—0032—030引言空气质量新标准，24小时平均值标准值分布如表1所示。随着工业的快速发展，空气质量不断恶化，阴霾天气现表1PM2．5检测网空气质量新标准象逐渐增多，危害情况不断加

3、剧。PM2．5、PM10、PM0．1及良腑轻腑申腑重蓟严小时PM2．5平均值标准0～35LLg／m染染染染35～75g／r其吸附的重金属(如Cd、Cr．Cu、Ni、Pb和Zn等)粒子75～115ug／m115～150g／re"为雾霾的重要组成部分】。颗粒物的类别是由其直径大小决150～250ug／m大于250um及以上定的，直径小于2．5lam的颗粒物属于可入肺颗粒物，简称1．1微处理器单片机的组成PM2．5(ParticulateMatter2．5)，其直径相当于人类一根头发单片机采用了美国德州仪器(

4、TI)公司推出的一类具有粗细的1／20。2012年2月，《环境空气质量标准》新增了对16位总线的带FLASH的单片机MSP430作为监测系统的核PM2．5的检测指标，PM2．5成为空气质量标准评价项目之一。心模块，其编址寻址范围可达64K，可外扩展存储器，具有本次设计的目的是制作一个简易的PM2．5检测装置，让统一的中断管理，片内资源及I／O接口丰富】。这款单片机能我们在平时的生活中也可随时检测，提醒大家要关注环境问题。够满足本设~t／J'型化、低功耗、抗干扰的需求。1PM2．5监测系统单片机的最小系统

5、包括：单片机、时钟电路、复位电路、本次设计的PM2．5测试仪的硬件组成是由单片机输入／输出设备等。MSP430F149、光学空气质量传感器GP2Y1010AUOF、显示模1．2报警电路块、A／D模块、报警模块等5部分组成，系统原理图如图1所示，报警系统由两部分组成，一是LED灯光报警，二是蜂鸣其系统电路图如图2所示。器的声音报警。LED(LightEmittingDiode)为发光二极管的简称，其接线方法是采取了电源接到二极管正极再经过560Q电阻接到单片机I／O口，即灌电流方式【4】。图1PM2．5监

6、测系统基本框图蜂鸣器是一种一体化构造的电子讯响器。由于单片机驱光学空气质量传感器根据其所实时检测的空气中PM2．5动不足，所以本设计驱动蜂鸣器采取$9013(PNP)三极管增的含量比例输出模拟电压信号，该模拟电压信号经过A／D加单片机的驱动能力的方法【5J。转换，再由单片机数据采集、数据计算、数据处理后，由1．3显示电路LCD1602显示屏对所检测的PM2．5数值进行显示，当检测出LCD1602是工业字符型液晶，可同时显示16X2即2行、来的浓度超过设定的阈值时，系统报警。根据PM2．5检测网每行显示1

7、6个字符液晶模块(显示字符和数字)，是一种专用于显示字母、数字、符号等的点阵型液晶模块。本设计显示收稿日期：2014—08—03／32物联网技术2014~／第11期