根据激光式激光P2型传感器的特点，设计了PM2.5型激光传感器型空气净化器，符合环境中PM2.5浓度的标准值。STM32系列芯片用作主控芯片，PM2.5型激光传感器实时采集环境中的PM2.5浓度。据收集的PM2.5浓度自动调节电机速度，从而产生指定环境空气的对流。气通过PM2.5过滤器将PM2.5内容过滤到环境中。时，组织提供的液晶显示屏上显示有关空气质量和其他辅助信息的信息。
户可以使用移动终端上的应用程序通过蓝牙进行实时控制和调节空气质量的净化水平。
此，空气中的可吸入微粒以简单可靠的方式纯化，并获得良好的净化效果。PM2.5激光式传感器; STM32; PWM;无刷直流电动机中图编号：TN108 .5文件编号：A文章编号：2095-1302（2016）11-00-04引言近年来，伴随着现代技术的发展和产业化进程是变得越来越严肃。种新的污染指标“PM2.5”逐渐引起人们的注意，即空气中直径为2.5米或更小的颗粒。些经常被忽视的颗粒也是由于它们的小尺寸，大的表面积，高活性，并且更可能伴随有毒和有害物质，例如重金属和微生物。
氛长而且运输距离远，所以空气质量好。成了很大的影响[1]。时，这些微粒对人体极为有害，PM2.5也广泛存在于我们日常生活的室内环境中。此，有必要找到一种有效的方法从技术入手，检测特定环境中的PM2.5浓度指数，并及时接收有关用户电子设备的信息。浓度超过预定阈值时，并允许用户通过蓝牙控制远程电动机。效降低PM2.5浓度，消除给定环境中PM2.5浓度过高的风险。统的空气净化器主要使用红外传感器，不能以灵敏和及时的方式收集空气中PM2.5的浓度。而，随着激光技术的发展，激光传感器也广泛应用于各个领域。样，随着PM2.5传感器激光器在空气净化器领域的应用，我们将更加准确，及时地了解当前环境中的PM2.5浓度参数。时，我们还可以在设计中添加温度和湿度传感器，使收集的信息更加多样化，产品更加人性化。计图本文所述产品的主要功能如下：激光式PM2.5传感器实时收集环境中PM2.5的浓度，使用户可以了解它们造成的污染。涤器所在环境中的微粒。据所收集的PM2.5的浓度，电机速度会自动调节以对流空气以过滤PM2.5，从而实现智能空气净化。气质量信息和其他辅助信息显示在主体LCD上，用户可以直观地了解环境中PM2.5的浓度，温度和湿度信息。牙模块和移动终端交换信息以提供空气质量的显示并通过移动终端控制空气净化器。文档中描述的产品使用STM32系列经济芯片作为主控芯片来实现该设计的功能。于需要基于PM2.5激光器型传感器的空气净化器的设计，因此不考虑传统的红外传感器。然两种传感器也使用光散射原理，但由于激光型传感器使用窄谱，高能激光作为光源，因此灵敏度更高，设计产品收集的数据为更精确和更新的要求[2]。于蓝牙模块仅用于无线数据传输，而工作量更专用于硬件功能的设计，因此选择HC-06蓝牙模块以避免由于复杂的桩。电动机的选择中，虽然容易满足AC电力条件，但AC电源难以控制并且功耗很重要。考虑到用户的维护成本时，有刷电机的缺点是显而易见的：尽管它们的成本远低于无刷电机的成本，但能量消耗很重要并且机械损耗很重要。于各种考虑，最终选择了无刷直流电动机。件系统设计原理图如图1所示。件设计主控芯片采用STM32F103C8T6芯片作为主芯片，工作频率高达72 MHz，RAM容量为20 K×8和高达20 KB的SRAM。时，该芯片包含三种低功耗模式：待机，关机和待机.VBAT为RTC和备份寄存器供电，更符合节能和低功耗要求。
量。
芯片兼容各种串行通信方法，如USB，USART和CAN。外，其工作电压在2.0 V至3.6 V之间，易于在电路上实现，价格经济合理。PM2.5传感器该设计使用激光型PM2.5传感器–CP15-A31e。
CP15-A31的输入电压为5V，输出信号电压为3.3V。于激光传感器已大量使用，许多国内厂商已开始生产激光传感器，这大大降低了成本。初步检验，本设计中使用的激光式国产PM2.5传感器锁定在三台潘腾科技PITX低能耗传感器，武汉四方PM2005和沂山科技CP15-A3。个激光传感器工作室的电流低于120 mA。精度方面，CP15-A3的精度为±5％，远高于PM2005和PMSX的±15％。外，在成本方面，CP15-A31e（CP15-A3的增强版）每个150元，其他两个传感器的价格在120到180元之间，考虑到成本和其他因素，允许选择CP15-A31e。PM2.5传感器的电路图如图2所示。流电机电机电压为220 V.电刷电机有明显的摩擦和损耗，应定期清洁和更换。外，由于电刷电动机中的电刷和集电器的接触电阻大，因此容易产生大量的热量，并且高温会使磁钢退磁，这会影响电刷的使用寿命。机扫过，而热量也将大部分电能转化为热能，使功率输出不大，产量不高。相同的情况下，无刷电机移除扫帚并且在旋转期间不产生火花，这大大减少了在该设计中对蓝牙传输模块的干扰。外，去除刷子后，摩擦产生的噪音大大减少，不仅使设备的操作更加稳定，而且使产品在家居环境中更加人性化。该注意的是，无刷电机主要用于轴承磨损，因为刷子的移除使其成为一种几乎免维护的电机，具有更长的使用寿命并且需要更少的时间。护。外，根据设计要求，当传感器检测到环境中的PM2.5含量超标时，系统启动发动机并调节MP2.5浓度，将其降低到标准值。这需要相同的可控功率和能量消耗。少后，设计最终选择了无刷直流电机。文介绍的解决方案使用正科电气生产的BLDC-38SRZ-S发动机，其转速为4000转/分，足以对流空气并通过过滤器。低指定环境中的PM2.5浓度。时，其额定功率仅为10 W，符合低功耗设计计划。电机配有6针驱动模块。机模块的框图如图3所示。据蓝牙模块的要求，蓝牙模块和移动终端用于传输信息，显示空气质量和净化器的运行可以通过移动终端进行控制。过比较，最终选择了HC-06。HC-06是一款内置蓝牙主从串行端口模块，可在主机和从机命令之间切换，其价值低于同系列易于使用的HC-05。源电压介于3.3 V和3.6 V之间，工作电流小于50 mA，功耗低。
块尺寸为27 mm×13 mm×2 mm，这是相对较小的，这减少了产品的体积并且更加用户友好。HC-06在一般家庭环境中的通信距离可以达到8 m10 [3]，完全可以满足家庭环境的设计要求。HC-06是该型号的蓝牙模块。牙模块的电路图如图4所示。
盘此设计使用键盘调整阈值。计完成后，PM2.5浓度的报警阈值为预设。据实际情况，此设计将定义的值定义为三位数。户可以通过S1选择当前年份调整的定义值的数量，恒温阀芯例如相等的值，数十或数百。S2是增加值，S3是减小值。S2和S3的每次变化的值是1.同时，每个设定值可以从0调整到9.实际上，从上面可以看出，房间中PM2.5的存在是不可避免的。但我们的目标是过滤它，使适当的设置值不是很高，默认设置为30，建议设置在30到50之间。户可以使用按钮模块调整阈值，并且系统使用算法调整电动机速度以检测与阈值的差异水平。设计旨在使产品更具人性化。法流程图如图5所示。件设计在软件设计中，首先初始化STM32串口，然后运行主循环程序询问串口3读取PM2.5传感器转换结果并将其显示在LCD屏幕上并将收集的数据发送到应用程序。了确定PM2.5的当前浓度是否达到阈值，如果达到，则向移动终端发送警报。果不是这种情况，请返回主循环继续监视。串口3读取传感器转换结果并确定是否接收到应用程序发送的PM2.5浓度参数时，系统确定PM2.5浓度与设定值之间的差异程度。当前的环境中。此，通过调节电动机速度，改善空气对流并通过滤网，空气中PM2.5的浓度接近设定值。个程序返回主循环，以便在环境中执行，实时监控和PM2.5管理。件框图如图6所示。软件设计采用创新的思路来控制电机速度 – PWM设置，即脉冲宽度调制。于可以根据用户调整上述设计的调整值，因此恒定电机速度控制功能不再理想。设计中的PWM调谐程序设置为“u8 sp_buf [10] = {0，30，40，50，60，70，80，87，90，99}; //电机速度定义为”换句话说，PM2.5根据值分为10个等级，每个等级对应一个速度，这样可以更有效地净化整个系统。机速度控制程序的示意图如图7所示。进电机控制采用PID增量控制算法。使用增量算法时，计算输出控制变量u（k）对应于当前执行器的位置增量，而不是相应执行器的实际位置。此，执行器必须累计订单量增量。
制对象的控制[4]理想的公式是：其中u（t）es在控制器输出中，e（t）是控制器输入，恒温阀芯Kr是放大系数，Ti是积分时间，Td是微分时间。
u（k）为第k个小时的采样输出值，并给出公式：它可以从（2）得到：即：其中：串口中断的流程图是如图8所示。设备运行时，空气质量参数显示在硬件环境所在的LCD上，并将收集的数据传输到手持应用程序。过蓝牙进行实时监控。LCD模块的显示内容具有当前PM2.5浓度，当前温度，当前湿度和设定值。
用侧的屏幕内容显示当前的PM2.5浓度，当前温度，当前湿度水平和净化水平。设备精度方面，我们使用高精度口袋PM2.5检测器将收集的数据与本文档中描述的产品中收集的数据进行比较，其结果列于表1中。上表中，平均误差可以计算为1.74％，可以完全满足精度要求，并准确反映环境中的PM2.5浓度。论本文的操作原理是加速空气的对流，让空气进入进气口，迫使其高效通过特种聚丙烯滤纸，然后从出风口返回内部环境，完成空气净化。文所述解决方案的优势之一是，根据该提议，大胆选择激光型PM2.5传感器，以更灵敏，更准确地反映微粒浓度参数。确。一个亮点是当前的PWM调制作为研究热点。
文中的电机速度设置采用这种常用方法。系统定义了多个工作循环以匹配不同的发动机速度（净化水平）。时，空气净化器的设计已经与系统的其他模块组合完成，并且已经实现了预期的目标。考文献[1]张勇，李新义，蒋丽娟等，PM2.5室内空气初步研究[J]，环境与健康杂志，2010，27（10）：906-907。1] 2]魏伟刚，王伟宽胡。内空气净化技术及其发展趋势[J]。技创新指南，2013（17）：125-126。[3]郭琦，王志刚，牛宝超等基于WiFi的WiFi无线监控系统设计[J]。子设计工程，2013，21（4）：184-186 [4]何安坤，张亮，宋长青等。于Zig Bee技术的智能家居系统的设计与实现[J]。于微型计算机的信息，2012，28（9）：168到169. [5] GC Carvalho，ML Siqueira，SC Absi-Alfaro，柔性焊接制造单元的离线编程[J]，材料学报加工技术，1998，78（1-3）。）：24至28. [6] AY Elatta，Li PG，Fan LZ，et al。器人校准概述[J]，机器人与自动化学报，IEEE，2004，3（ 5）：377-385。
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