一种基于STM32的PM2.5检测系统的设计.docx

一种基于 STM32 的 PM2.5 检测系统的设计 介绍 随着城市化进程的加快，空气污染问题日益突出，尤其是细颗粒物 （PM2.5）对人体健康的影响不可忽视。PM2.5 是指在空气中直径小于等于 2.5 微米的悬浮颗粒物，它们能够深入人体呼吸道，造成氧气和营养物质的供应不足，导致多种呼吸道疾病和心脑血管疾病的发生。 因此，发展一种便于实用的 PM2.5 检测系统对于空气污染治理至关 重要。本文提出的是一种基于 STM32 的 PM2.5 检测系统，旨在检测 PM2.5 颗粒物浓度、记录数据、报警等功能，使人们能够及时了解自身所处环境的空气质量和采取相应措施。 系统硬件设计 本系统的硬件设计主要包括以下模块： 传感器模块 PM2.5 传感器是该系统的核心部件，负责检测 PM2.5 颗粒物浓度。本系统中选用的是 LD-11 型 PM2.5 传感器，其工作电压为 5V，相对误差小于 10%。 传感器通过光学原理，将空气中的颗粒物射入传感器中，并通过处 理单元测量出颗粒物的直径和数量，最后得到 PM2.5 颗粒物的质量浓度。该传感器输出的电信号与 PM2.5 浓度成正比，可以直接接入 STM32 单片 机进行数据采集和处理。 串口模块 本系统的串口模块采用蓝牙串口模块 HC-05，通过串口和 STM32 单片机进行通信。该模块工作电压为 3.3V，最大传输距离为 10 米，适用于无线传输。 蓝牙串口模块与 STM32 单片机的连接方式为：RXD 接单片机的 TXD， TXD 接单片机的 RXD，VCC 接 3.3V，GND 接 GND。通过蓝牙串口模块，用户可以通过手机 APP 对 PM2.5 浓度进行实时监测和数据记录。 LCD 显示模块 该系统采用 1602 液晶屏，用于显示 PM2.5 浓度和系统状态信息。液晶屏的连接方式为：VSS、VDD 接 GND 和 5V，VO 接单片机的 PA1， RS 和 EN 接单片机的 PC13 和 PC14，D4~D7 接单片机的 PC0~PC3。液晶屏可以显示 PM2.5 浓度和系统状态信息，提高用户的交互体验和操作便捷性。 报警模块 当 PM2.5 浓度超过一定阈值时，系统将触发报警模块，提示用户采取相应的防护措施。本系统的报警模块选用的是蜂鸣器，由 STM32 单片机控制。 系统软件设计 本系统主要由 STM32 单片机控制，程序采用 Keil5 开发工具编写。程序流程图如下所示： 系统启动后，首先进行硬件初始化，包括 PM2.5 传感器、蓝牙串口模块、液晶屏、蜂鸣器等硬件设备的初始化。随后，系统进入主循环流程。 主循环中，系统首先从 PM2.5 传感器读取数据，并计算出 PM2.5 浓度。如果 PM2.5 浓度超过了一定阈值，系统触发报警模块，提示用户采取防护措施。 同时，将 PM2.5 浓度数据通过蓝牙串口发送给手机 APP。用户可以通过 APP 实时监测 PM2.5 浓度变化，并进行数据记录。此外，液晶屏显示 PM2.5 浓度和系统状态信息，提高用户的操作便捷性。 总结 本文提出了一种基于 STM32 的 PM2.5 检测系统，通过 PM2.5 传感器检测空气质量。该系统简单实用，使用方便，可以方便地实现空气质量的监测和数据记录。此外，该系统具有极低的成本，有利于普及和推广。 在实际应用中，可以将该系统应用于室内和室外空气质量监测。对于城市公共场所、室内环境卫生等领域都具有重要意义。为了提高系统的可靠性和精度，还可以增加其他传感器模块，如温湿度传感器、气体传感器等，来全面评估空气质量的情况。