pcDuino帮你测PM2.5

哆啦A梦

时下，PM2.5可以说是最为热门的词语之一。入冬以来，大面积雾霾天气袭击我国，北方及华东等25省市持续雾霾天气。本帖将带你如何在pcDuino上使用Dust Sensor，检测你生活环境的空气质量如何。


【关于PM2.5和雾霾】
什么是PM2.5，什么是灰霾，他们的联系是什么？
PM是英文particulate matter的缩写，意为颗粒物，气象上称为气溶胶粒子。而PM2.5就是指单位体积的空气中，等效直径小于2.5微米的气溶胶粒子的总质量，一般常用的单位是微克每立方米。人的头发的直径一般是80微米左右，2.5微米大约是头发直径的三十分之一，这是人的肉眼根本无法看见的。在世界气象组织（WMO）的《地面观测规范》中，“haze”是其中一种天气现象，是指空气中的灰尘、硫酸盐、硝酸盐、有机碳氢化合物等气溶胶粒子造成对光线的衰减作用，使水平能见度小于 10 km。对于“haze”一词的中文翻译，香港译作“烟霞”，内地译作“霾”或“灰霾”。其实灰霾这个词还是比较形象的，就是指灰蒙蒙的天。灰霾出现时，在视野开阔的地方沿着地平线向远处望去，可以看到远处被一层烟雾笼罩着。当灰霾比较严重时，城市看起来就是雾蒙蒙的，而实际上那又不是雾。由于灰霾（能见度的降低）与单位空气体积内细小颗粒物的数量关系更为密切，所以PM2.5与灰霾有着密切的联系。知道了它们的含义，那么答案就显而易见了：PM2.5就是造成灰霾天气的“真凶”！
PM2.5究竟从何而来？灰霾如何形成？
PM2.5来源广泛、成因复杂，主要为人为排放，包括燃煤、烧秸秆、烧烤、机动车出行、餐饮油烟、建筑施工扬尘、喷涂喷漆装修等，都会为增加PM2.5作“贡献”，一些排放出的气体发生化学反应也会转化成PM2.5。PM2.5还有自然来源，包括风扬尘土、火山灰、森林火灾等。气象条件是灰霾形成的最重要的自然因素，当大气扩散条件较差时，就容易形成灰霾。在秋冬季，当冷空气活动偏弱，风速小，明显的逆温层使低空大气的垂直运动受限，导致大气污染物被阻滞在低空和近地面，就很容易出现灰霾天气。在春季，当“回南天”出现时，由于空气湿度加大，大气颗粒物吸收水分后粒径明显增大，造成能见度大幅下降，灰霾天气时有发生。
灰霾天气有什么危害？
灰霾最直接的影响就是使能见度下降，不仅影响交通运输，还严重影响城市环境。一个经常被阴霾笼罩和尘土飞扬城市是不会被人们喜欢的。灰霾与人的关系最密切的影响就是危害人体健康。权威的研究表面，PM2.5的浓度与呼吸道疾病、心血管疾病、癌症特别是肺癌的发病率以及死亡率均有着显著相关关系。在PM2.5面前，人体的两大屏障:血气屏障和血脑屏障形同虚设。PM2.5可以轻易进入人的肺部，引发呼吸道疾病。而一些更小的气溶胶粒子则可以进入人的肺泡，然后进入血液，破坏血管内壁，造成心血管疾病。而PM2.5中的致癌成分，比如重金属镍等，进入人体后，会提高人患癌症的风险。除了影响能见度和人体健康以外，灰霾还能影响地球的辐射平衡，影响气候变化，引起极端天气的增多。有研究表明，灰霾天气增多，会造成降水的强度增大和雷电出现的频率增加，增大暴雨和雷电对人们的生命财产造成的损失。
如何应对雾霾天气？
国家和政府已经下了决心去大力改善空气质量。作为普通老百姓，我们也可以采取一定措施来降低PM2.5的危害。一天当中PM2.5的最高浓度一般出现在凌晨到上午10时以前。所以当灰霾天气出现时，最好在下午锻炼身体而不是早晨。出现灰霾天气时，最好取消或者减少户外体育活动。当出现严重灰霾时，5岁以下儿童和有慢性呼吸道和心血管疾病的老人应该戴上口罩。这里需要强调的是，采用的口罩必须是高标准的工业口罩，因为即使是最高标准的口罩也只能够过滤一部分PM2.5，而一般的医用口罩基本没有用。我们每一个人都可以从自身做起，比如尽量采取公共交通方式、节约用电等低碳的生活方式，减少空气污染物的排放，为净化周围的空气作出贡献。

【Dust Sensor介绍】

                                                                                
主要特点：
1、PWM方式输出；
2、结构紧凑，重量轻；
3、容易安装；
4、单电源供电；
5、价格低。
主要应用：
1、空气净化器和空气清新机；
2、空气质量监控仪；
3、空调等相关产品。
主要参数：
1、光学原理，能够探测1微米以上的粉尘粒子；
2、两种输出模式，解决不同灵敏度使用要求，洁净环境Vout输出高电平信号（4V）；
3、5VDC供电；
4、探测粒子范围：最大到8000pcs/283ml（1um以上粒子）；
附件：Dust_sensor
               
         
                        

               
         
                        
【测试运行】
硬件准备：
（1）pcDuino
（2）Dust Sensor
（3）公-母杜邦线
接线图：
Dust Sensor Pin 1  => pcDuino GND
Dust Sensor Pin 3  => pcDuino 5V
Dust Sensor Pin 4  => pcDuino D8


运行代码：（注意使用前需要预热3分钟左右）
（1）打开pcDuino上的arduino IDE，输入测试代码：

（2）下载运行：

               
         
                        

【测试代码】
[mw_shl_code=c,true]

/************************************/
/* Dust Sensor Pin 1 => pcDuino GND */
/* Dust Sensor Pin 3 => pcDuino 5V */
/* Dust Sensor Pin 4 => pcDuino D8 */
/************************************/

int pin = 5;
unsigned long duration;
unsigned long starttime;
unsigned long sampletime_ms = 30000;//sampe 30s ;
unsigned long lowpulseoccupancy = 0;
float ratio = 0;
float concentration = 0;

void setup()
{
pinMode(pin,INPUT);
starttime = millis();//get the current time;
}

void loop()
{
    duration = pulseIn(pin,LOW,1000000);
    lowpulseoccupancy += duration;

   if ((millis()-starttime) > sampletime_ms)//if the sampel time == 30s
  {
      ratio = lowpulseoccupancy/(sampletime_ms*10.0); // Integer percentage 0=>100
     concentration = 1.1*pow(ratio,3)-3.8*pow(ratio,2)+520*ratio+0.62; // using spec sheet curve
     printf(“lowpulseoccupancy: %ld \nratio: %f \nconcentration:          %f\n\n”,lowpulseoccupancy,ratio,concentration);
lowpulseoccupancy = 0;
starttime = millis();
  }
}
[/mw_shl_code]

菜鸟2013

以前学习Arduino 最近刚入手一块pcDuino，正在努力学习中，到处逛逛学点经验， 你做检测pm2.5 我想做一个进化pm2.5. 求带。。。。

疯子。

这个测出来的并不是严格意义上的PM2.5，单位都一样。一个是ug/m3，一个是pcs/0.01cf

szchenwei

疯子。 发表于 2013-12-13 18:32
这个测出来的并不是严格意义上的PM2.5，单位都一样。一个是ug/m3，一个是pcs/0.01cf

这个夏普的粉尘传感器看他的datasheet，说理论上可以测pm0.8以上的颗粒

jackkingcc

疯子。 发表于 2013-12-13 18:32
这个测出来的并不是严格意义上的PM2.5，单位都一样。一个是ug/m3，一个是pcs/0.01cf

对啊 那怎么测PM2.5呢

tairian

sharp 粉尘传感器 DUST SENSOR GP2Y1010 代理,可供方案支

fatblue

只能从灰尘的颗粒数/每立方英尺简单对应于微克/每立方米，且AQI不是这个单位，是需要从PM2.5的指标通过公式换算过去的

星与星

fatblue 发表于 2014-3-21 10:49
只能从灰尘的颗粒数/每立方英尺简单对应于微克/每立方米，且AQI不是这个单位，是需要从PM2.5的指标通过公式 ...

换算公式是什么~

gaohao123

把代码输入运行显示有很多的错误。

weichuanglianhe

还可以选用更好的激光PM2.5传感器（激光散射法），传统的是灰尘传感器（Dust Sensor），粒径太小根本检测不到，激光PM2.5传感器，推荐PlanTower（攀藤科技）G1或者G3 激光PM2.5传感器，160元左右，串口输出，数据直接使用无需校准，关键还是PM2.5测的准。淘宝 搜索“激光PM2.5传感器 G1”或者“激光PM2.5传感器 G3”.