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隨著近些年環(huán)保問(wèn)題的日益嚴(yán)峻，身邊的朋友也越來(lái)越重視自己的生存環(huán)境，尤其是對(duì)空氣質(zhì)量的關(guān)注度日益增高。目前大部分人獲取當(dāng)?shù)乜諝赓|(zhì)量的途徑是通過(guò)當(dāng)?shù)丨h(huán)保站發(fā)布的數(shù)據(jù)，但是那些數(shù)據(jù)并不是實(shí)時(shí)更新的，也不能代表你身邊的空氣質(zhì)量，所以為了想進(jìn)一步掌握身邊的空氣質(zhì)量到底如何，我就打算自己設(shè)計(jì)制作一套便攜式的空氣質(zhì)量檢測(cè)儀，恰逢“無(wú)線電”論壇和IDT公司舉辦了一場(chǎng)無(wú)線供電應(yīng)用的大賽，使我萌發(fā)了一個(gè)新的想法，采用無(wú)線供電的方式來(lái)運(yùn)行保證檢測(cè)儀的運(yùn)行，同時(shí)利用無(wú)線供電系統(tǒng)給檢測(cè)儀內(nèi)部的鋰電池進(jìn)行充電，這樣才真正實(shí)現(xiàn)了便攜式的意義。通過(guò)設(shè)計(jì)計(jì)算，整機(jī)負(fù)載電流約500ma，考慮到設(shè)計(jì)的充電電流是1000ma，所以項(xiàng)目選用了IDT 5W無(wú)線供電系統(tǒng)，該系統(tǒng)可以提供5V 1A的最大5W的功率輸出，完全滿足設(shè)計(jì)要求。（本項(xiàng)目采用的是IDT 5W無(wú)線充電開發(fā)套件）

項(xiàng)目的原理圖部分：

包含三大部分組成：

1、無(wú)線供電鋰電池充放電部分，由于傳感器的TTL輸出電平是3.3V，所以還需要通過(guò)一個(gè)LDO將MCU供電電源降為3.3V。傳感器供電部分是5V（內(nèi)部有LDO降壓），有系統(tǒng)直接供電即可。本項(xiàng)目用的電池選用了常見的18650鋰電池，容量2600mah。充放電芯片選用上海鈺泰的ETA9640一體式芯片，最大充放電電流1000ma，自帶鋰電池保護(hù)電路，無(wú)需外圍再加保護(hù)電路。無(wú)線供電接收板接口直接與USB供電接口并接，既可以采用USB供電，也可以采用IDT無(wú)線系統(tǒng)供電。

2、MCU部分選用了AVR內(nèi)核的8位單片機(jī)LGT8F328D，傳感器選用攀藤科技的A003最新款顆粒物傳感器和森爾電子的S8 0053二氧化碳傳感器（由于二氧化碳傳感器價(jià)格較貴，最終未進(jìn)行購(gòu)買）。

3、顯示屏幕選用了2.2寸串口屏，便于快速開發(fā)，降低開發(fā)難度。

項(xiàng)目的PCB圖和3D圖部分：

這個(gè)PCB板子尺寸為80*70mm，正面為主要電路和屏幕部分，反面為18650電池倉(cāng)和兩個(gè)傳感器接口。

最終PCB板和焊接好的PCB板：

IDT無(wú)線供電系統(tǒng)接收板

無(wú)線充電過(guò)程

本項(xiàng)目軟件設(shè)計(jì)采用Arduino IDE開源編程框架，主要分為系統(tǒng)初始化和循環(huán)執(zhí)行兩大部分構(gòu)成。程序部分均包含詳細(xì)注釋，可以直接使用，本代碼完全開源，如需轉(zhuǎn)載請(qǐng)注明原作者，謝謝！

程序部分：

/*

   本程序?yàn)閂1版本空氣質(zhì)量檢測(cè)儀代碼，顯示屏幕為2.2寸串口高分屏。

   編譯環(huán)境：Arduino 1.8.5  （其它版本不保證通過(guò)編譯）

   版權(quán)所有：活得精彩 （QQ：3720300）  如需轉(zhuǎn)載，請(qǐng)注明原作者，謝謝！

*/

#include <SoftwareSerial.h>//調(diào)用軟串口庫(kù)文件

SoftwareSerial pm(2, NULL);//定義PM2.5傳感器接收引腳

SoftwareSerial co(4, NULL);//定義CO2傳感器接收引腳

unsigned int CO2;//定義全局變量

unsigned int  pm25;//定義全局變量

void getCO2(unsigned char Data) //定義CO2計(jì)算函數(shù)

{

  static unsigned char RxBuffer[7];

  static unsigned char RxCnt = 0;

  RxBuffer[RxCnt++] = Data;

  if (RxBuffer[0] != 0xFE && RxBuffer[1] != 0x04)

  {

    RxCnt = 0;

    return;

  }

  if (RxCnt > 6)

  {

    CO2 = (int) RxBuffer[3] * 256 + (int) RxBuffer[4];

    RxCnt = 0;

    return;

  }

}

void getPM25()//定義PM2.5計(jì)算函數(shù)

{

  uint8_t mData = 0;

  uint8_t i = 0;

  uint8_t mPkt[32] = {0};

  int mCheck = 0;

  pm.listen();  //監(jiān)聽pm軟串口

  delay(100);

  while (pm.available() > 0)

  {

    mData = pm.read();

    delay(2);

    if (mData == 0x42) //頭數(shù)據(jù)1   OK

    {

      mPkt[0] =  mData;

      mData = pm.read();

      delay(2);

      if (mData == 0x4d) //頭數(shù)據(jù)2  OK

      {

        mPkt[1] =  mData;

        mCheck = 66 + 77;

        for ( i = 2; i < 30; i++) //循環(huán)接收串口數(shù)據(jù)

        {

          mPkt[i] = pm.read();

          delay(2);

          mCheck += mPkt[i];

        }

        mPkt[30] = pm.read();

        delay(2);

        mPkt[31] = pm.read();

        delay(2);

        // Serial.println("-----------");  //系統(tǒng)調(diào)試用

        // Serial.print(mCheck);//系統(tǒng)調(diào)試用

        // Serial.print("  ");//系統(tǒng)調(diào)試用

        // Serial.println(mPkt[30] * 256 + mPkt[31]);//系統(tǒng)調(diào)試用

        if (mCheck == mPkt[30] * 256 + mPkt[31]) //CRC校驗(yàn)  OK

        {

          // Serial.println("CRC OK");//系統(tǒng)調(diào)試用

          pm25 = mPkt[12] * 256 + mPkt[13];//根據(jù)協(xié)議計(jì)算出PM2.5濃度值

          // Serial.print("pm25:");  Serial.print(pm25); Serial.println("ug/m3  ");//系統(tǒng)調(diào)試用

          Serial.flush();//清空串口緩存

          return;//返回

        }

      }

    }

  }

}

void setup()//程序初始化

{

  Serial.begin(9600);

  pm.begin(9600);

  co.begin(9600);

  delay(5000);

  Serial.println("SPG(2);"); //調(diào)用串口屏的第二頁(yè)內(nèi)容

  delay(100);

}

void loop()//循環(huán)執(zhí)行程序

{

  getPM25();//調(diào)用PM2.5計(jì)算函數(shù)

  co.listen();  //監(jiān)聽co軟串口

  delay(100);

  static unsigned char TxBuffer[] = {0xFE, 0x04, 0x00, 0x03, 0x00, 0x01, 0xD5, 0xC5};//定義讀取指令

  co.write(TxBuffer, 8);//發(fā)送讀取指令給CO2傳感器

  delay(100);

  while (co.available())

  {

    getCO2(co.read());//獲取CO2濃度值

  }

  Serial.print("LABL(48,0,40,159,'");  Serial.print(pm25);  Serial.print("',");  Serial.print(15);  Serial.println(",1);");//將PM2.5數(shù)據(jù)輸出給屏幕

  Serial.print("LABL(48,161,40,319,'");  Serial.print(CO2);  Serial.print("',");  Serial.print(15);  Serial.println(",1);");//將CO2數(shù)據(jù)輸出給屏幕

}

//程序結(jié)束，如有優(yōu)化方案，歡迎溝通交流

源代碼.zip

視頻演示：http://player.youku.com/embed/XMzExMjg0OTI5Mg