PM2.5空中探測器的設計

唐 旭，錢明寬，劉鑫鵬，謝光榮，謝欣成，張 健

（南京工程學院，南京 211167）

我國針對P2.5的檢測仍處于起步階段，需要繼續開展大量的基礎工作，研制出符合我國國情的檢測技術和設備，促進建立完備的P2.5檢測體系。對PM2.5濃度進行科學并且準確地檢測，可以增強人們對大氣中PM2.5的預測和預警，將研究成果應用到各地，可以使政府能夠提前對空氣污染進行有效的治理，還能夠減輕PM2.5對市民健康的潛在危害，并且能夠極大程度的減少經濟損失，同時還能夠促進社會的和諧穩定，進一步產生更加良好的社會、經濟以及生態效應。

1 系統整體實現架構

本文設計的PM2.5空中檢測器主要包括無人機、PM2.5傳感器、STM32最小系統、藍牙模塊、電源模塊。實現空中檢測出不同高度的PM2.5的濃度值，經AD轉換后將得到的濃度值從模擬量轉換為數字量，有藍牙模塊將數據從空中的檢測已傳輸到地面的手機中，在手機上顯示測量到的PM2.5濃度的功能。同時整個系統通過鋰電池供電并具有可充電循環使用的功能。系統的整體框體如圖1所示。

圖1 總體設計框圖

2 系統軟件實現

從整體上來看，本文程序實現的流程是，首先完成各個模塊的初始化，之后通過定時器驅動程序使傳感器開始工作，其后STM32最小系統收集采集模塊采集到的模擬電壓，并通過模數轉換程序將采集到的模擬電壓轉換成數字信號，之后在通過藍牙通信程序將信號傳輸到手機上。

PM2.5的計算程序如下所示：

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 測試結果

本文設計在南京工程學院選取了4個不同的測量點進行測試。測試所得的數據如表1所示。

表1 不同高度測量結果記錄表

本文所選的4個測量點中，測量點2為樹木較多的測量點，測量點4為馬路附近的測量點，測量點3為較為空曠的測量點，測量點1為處于樓房之間的測量點。

從表1可看到一個整體的趨勢，隨著高度的增加，PM2.5的濃度也在以一定的趨勢增加，大體上看來，所處的高度越高，PM2.5的濃度也就越大。之后我們可以看看各個測量點之間的數量對比，首先我們將處在樓房的測量點和處于空曠地區的測量點做對比，我們可以比較明顯的看出，空曠地區的測量點的PM2.5的濃度要比樓房處的測量點的PM2.5的濃度要低上一些，之后我們將馬路附近的測量點和樹木比較多的地方的測量點做對比，我們可以比較明顯的看出樹木比較多的測量點的PM2.5濃度明顯要比馬路附近的測量點的濃度要低上一些。

4 結束語

本文設計的PM2.5空中檢測器，能夠較為準確的測量空中不同高度的PM2.5的濃度，并且可以通過藍牙實時的將數據傳回地面手機接收端，通過數據的綜合分析可以得到比常規地面檢測更為準確的PM2.5濃度，從而制定更為合適的應對方案。該PM2.5空中檢測器具有價格低廉、檢測準確、工作穩定等優點，完全滿足日常生活的使用。