PM2.5空中探测器的设计

唐 旭，钱明宽，刘鑫鹏，谢光荣，谢欣成，张 健

（南京工程学院，南京 211167）

我国针对P2.5的检测仍处于起步阶段，需要继续开展大量的基础工作，研制出符合我国国情的检测技术和设备，促进建立完备的P2.5检测体系。对PM2.5浓度进行科学并且准确地检测，可以增强人们对大气中PM2.5的预测和预警，将研究成果应用到各地，可以使政府能够提前对空气污染进行有效的治理，还能够减轻PM2.5对市民健康的潜在危害，并且能够极大程度的减少经济损失，同时还能够促进社会的和谐稳定，进一步产生更加良好的社会、经济以及生态效应。

1 系统整体实现架构

本文设计的PM2.5空中检测器主要包括无人机、PM2.5传感器、STM32最小系统、蓝牙模块、电源模块。实现空中检测出不同高度的PM2.5的浓度值，经AD转换后将得到的浓度值从模拟量转换为数字量，有蓝牙模块将数据从空中的检测已传输到地面的手机中，在手机上显示测量到的PM2.5浓度的功能。同时整个系统通过锂电池供电并具有可充电循环使用的功能。系统的整体框体如图1所示。

图1 总体设计框图

2 系统软件实现

从整体上来看，本文程序实现的流程是，首先完成各个模块的初始化，之后通过定时器驱动程序使传感器开始工作，其后STM32最小系统收集采集模块采集到的模拟电压，并通过模数转换程序将采集到的模拟电压转换成数字信号，之后在通过蓝牙通信程序将信号传输到手机上。

PM2.5的计算程序如下所示：

Get_PM2_5（）；sort（PM25_Buff，0，60）；PM_25=（average（PM25_Buff，10，50）*2+PM_25_B*3）/4；PM_25_B=PM_25；if（PM_25＞999）；PM_25=999；Buff[6]=PM_25/100+’0’；Buff[7]=PM_25%100/10+’0’；Buff[8]=PM_25%100%10+’0’；Send_Command（Buff）；

3 测试结果

本文设计在南京工程学院选取了4个不同的测量点进行测试。测试所得的数据如表1所示。

表1 不同高度测量结果记录表

本文所选的4个测量点中，测量点2为树木较多的测量点，测量点4为马路附近的测量点，测量点3为较为空旷的测量点，测量点1为处于楼房之间的测量点。

从表1可看到一个整体的趋势，随着高度的增加，PM2.5的浓度也在以一定的趋势增加，大体上看来，所处的高度越高，PM2.5的浓度也就越大。之后我们可以看看各个测量点之间的数量对比，首先我们将处在楼房的测量点和处于空旷地区的测量点做对比，我们可以比较明显的看出，空旷地区的测量点的PM2.5的浓度要比楼房处的测量点的PM2.5的浓度要低上一些，之后我们将马路附近的测量点和树木比较多的地方的测量点做对比，我们可以比较明显的看出树木比较多的测量点的PM2.5浓度明显要比马路附近的测量点的浓度要低上一些。

4 结束语

本文设计的PM2.5空中检测器，能够较为准确的测量空中不同高度的PM2.5的浓度，并且可以通过蓝牙实时的将数据传回地面手机接收端，通过数据的综合分析可以得到比常规地面检测更为准确的PM2.5浓度，从而制定更为合适的应对方案。该PM2.5空中检测器具有价格低廉、检测准确、工作稳定等优点，完全满足日常生活的使用。