智能家居DIY-空氣質量檢測篇-獲取空氣污染指數

前言

話說樓主終於升級當爸了，寶寶如今5個月了，寶寶出生的時候是冬天，正是魔都空氣污染嚴重的時候，當時就想搞個自動開啓空氣淨化器，因爲種種緣由一直沒有時間搞，最近終於閒下來了這個事情終於提上議程了，如今是夏天，空氣都還行，各類空氣質量相關電子產品都打折，正是動手的好時機。

計劃的主要功能有：

1. 自動檢測空氣質量（pm2.5，Pm10）
2. 自動檢測溫度，溼度，氣壓
3. 定時上傳空氣質量數據到服務器，並經過手機App顯示
4. 當空氣質量差的時候自動開啓空氣淨化器並報警提示關窗
5. 當空氣質量淨化完畢後自動關閉空氣淨化器

 

架構

計劃使用ardunio鏈接空氣質量傳感器，溫度，溼度，氣壓傳感器，經過wifi模塊經過http上傳到服務器後臺，服務器採用.net mvc架構。app使用網站提供的接口獲取數據並顯示

 

計劃使用的硬件有:

Ardunio mini pro

 

攀藤G5 空氣質量傳感器

 

繼電器

 

溫溼度傳感器

氣壓傳感器

WIFI模塊

電源模塊

 

 

有些朋友可能會問爲啥用ardunio pro mini，主要有兩個緣由，一個便宜，一個性可以用。

空氣質量傳感器使用攀藤的緣由主要是該傳感器市場反饋性能不錯，通過試驗確實性能不錯，另一個就是如今買便宜:-)

 電源模塊爲啥要用兩個的緣由是部分傳感器使用3.3v電壓，部分傳感器使用5v電壓，計劃使用交流轉5v模塊得到5V點，而後5v電再接一個降壓模塊得到3.3v電

我會用一系列的文章來記載我此次的DIY，有興趣的朋友能夠加我扣扣-1942916494，你們一塊兒探討。

 

獲取空氣污染指數

硬件鏈接

首先鏈接攀藤G5傳感器和ardunio，只要連3根線，vcc，gnd，把攀藤G5的tx線連到ardunio的D8口

注意攀藤的vcc和gnd是紫色和黃色的不是紅色和黑色

攀藤的vcc和gnd是紫色和黃色的不是紅色和黑色

攀藤的vcc和gnd是紫色和黃色的不是紅色和黑色

重要的話說三遍，攀藤的tx是綠色的線，綠色的線接D8，理論上能夠接任意一個數字口，不過不要接4,5，緣由是arduino的i2c是經過這個兩個數字接口，咱們不少傳感器都是用i2c來和ardunio來通信，因此不要佔用這兩個口

 

鏈接電腦

ardunio mini pro需用FTDI-232鏈接電腦，連線 ardunio vcc - ftdi vcc， ardunio gnd - ftdi gnd， ardunio tx - ftdi rx， ardunio rx - ftdi tx， ardunio rst - ftdi rst

若是已經用降壓模塊鏈接了ardunio的電源，不要接vcc和gnd，若是已經用降壓模塊鏈接了ardunio的電源，不要接vcc和gnd，若是已經用降壓模塊鏈接了ardunio的電源，不要接vcc和gnd

 

接好後，把ftdi鏈接到電腦的usb上，若是是第一次鏈接會安裝驅動，裝好後，會虛擬出一個com口

 

個人是com5

 

編寫代碼

使用官方IDE編寫代碼，下載地址：https://www.arduino.cc/en/Main/Software

能夠下載綠色版，解壓縮就能用

打開後界面是這樣的

 

點工具，開發板選擇ardunio mini or ardunio mini pro，端口選擇虛擬出來的那個com口。

新建一個文件，拷貝下面的代碼到ardunio IDE中

#include <SoftwareSerial.h>

SoftwareSerial pm25Serial(8, 9); // RX, TX

struct _panteng {
  unsigned char len[2];
  unsigned char pm1_cf1[2];
  unsigned char pm2_5_cf1[2];
  unsigned char pm10_0_cf1[2];
  unsigned char pm1_0[2];
  unsigned char pm2_5[2];
  unsigned char pm10_0[2];
  unsigned char d[20];
} panteng;

float caiqarr[8]  = {0,50,100,150,200,300,400,500};
float cpm10arr[8] = {0,50,150,250,350,420,500,600};
float cpm25arr[8] = {0,35,75,115,150,250,350,500};

int caculateAiq(float * aiqarr, float * contaminatarr,int val , int size)
{
  int findidx = 1;
  for(int i=findidx;i<size;i++,findidx++)
  {
    if(contaminatarr[i] >= val)
      break;
  }

  if(findidx >= size)
    return (int)aiqarr[size - 1];

    float aiq  = (aiqarr[findidx]-aiqarr[findidx - 1]) / (contaminatarr[findidx] - contaminatarr[findidx - 1]) * (val - contaminatarr[findidx - 1]) + aiqarr[findidx - 1];
    return (int)aiq;
}

void setup() {
  // put your setup code here, to run once:
  Serial.begin(9600);        //USB串口向PC發送數據
  pm25Serial.begin(9600);        //軟串口鏈接傳感器

  pinMode(13, OUTPUT);//內置led

   digitalWrite(13, HIGH); 
   delay(1000);
    digitalWrite(13, LOW); 
    delay(1000);
      digitalWrite(13, HIGH); 
      delay(1000);
    digitalWrite(13, LOW); 
}

void loop() {
  // put your main code here, to run repeatedly:

  unsigned char c;
  char str[100];
  static int state = 0;
  static int count = 0;
  static int time = 0;
  int pm1_0, pm2_5, pm10_0;        //PM1.0、PM2.五、PM10
  int i;

  while  (pm25Serial.available()) {
    c = pm25Serial.read();

    // say what you got:
    //Serial.print("I received: ");
    //Serial.println(c, DEC);
    //Serial.println("read");
    switch (state) {
      case 0:
        if (0x42 == c)
        {
          digitalWrite(13, HIGH); //開始讀取亮燈
          state = 1;
        }
        break;
      case 1:
        if (0x4d == c) {
          state = 2;
          count = 0;
          //Serial.println(' ');
        }
        break;
      case 2:
        ((unsigned char *) &panteng)[count++] = c;
        sprintf(str, "%02X ", c);

        if (count > 28) {
          state = 0;
          pm1_0 = panteng.pm1_0[0] * 256 + panteng.pm1_0[1];
          pm2_5 = panteng.pm2_5[0] * 256 + panteng.pm2_5[1];
          pm10_0 = panteng.pm10_0[0] * 256 + panteng.pm10_0[1];

          int pm25aiq = caculateAiq(caiqarr,cpm25arr,pm2_5,8);
          int pm10aiq =  caculateAiq(caiqarr,cpm10arr,pm10_0,8);
          sprintf(str, "%d\t%d\t%d\t%d\t%d\t%d", time++, pm1_0, pm2_5, pm10_0, pm25aiq, pm10aiq);
          Serial.println(str);

          snprintf(str, 16, "PM2.5=%d    ", pm2_5);
          digitalWrite(13, LOW); //結束讀取熄燈
        }
        break;
      default:
        break;
    }
  }


}

　　

 點擊上傳，IDE會自動編譯，並上傳代碼到ardunio中。

 

上傳完畢後，點擊工具，串口監視器，在彈出的窗口中就能夠看到當前的空氣質量了

 

 

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