DIY 空氣質(zhì)量檢測(cè)表

前幾天逛淘寶看到有空氣顆粒物濃度測(cè)量的傳感器，直接是 3.3V TTL 電壓串口輸出的，也不貴，也就 100 多一點(diǎn)。覺(jué)得挺好就買(mǎi)了個(gè)，這兩天自己搗鼓了個(gè)小程序，搞了個(gè)軟件界面的空氣質(zhì)量檢測(cè)表。程序?qū)懙暮芎?jiǎn)單，但是感覺(jué)這個(gè)小軟件還是挺實(shí)用的，所以就寫(xiě)篇博客，大家用我的代碼很容易就自己 DIY 一套。

硬件準(zhǔn)備

傳感器用的是 攀藤科技 PMS7003M 。除了攀藤科技，還有幾家這種傳感器做的應(yīng)該也不錯(cuò)，不過(guò)我沒(méi)去用過(guò)，也沒(méi)仔細(xì)調(diào)研。（之所以用的這家，不過(guò)是因?yàn)樵?newsmth 上看到一個(gè)帖子，有人這么用了。）這個(gè)傳感器買(mǎi)了之后其實(shí)我就后悔了，因?yàn)槲野l(fā)現(xiàn)還有個(gè) pm2.5、甲醛、溫濕度三合一傳感器 PMS5003ST。這幾個(gè)功能合一起就差不多可以做完整的空氣質(zhì)量監(jiān)控了。

下面是 PMS7003M 的照片。

這款傳感器的接口非常的小，聯(lián)線很費(fèi)勁，所以我還買(mǎi)了個(gè)專(zhuān)用測(cè)試轉(zhuǎn)接板。下面是照片。

有了這兩個(gè)之后還要一根 USB 轉(zhuǎn) TTL 的轉(zhuǎn)接線。淘寶上很多，隨便選一根就行，成本十幾塊錢(qián)吧。需要注意的是USB 轉(zhuǎn) TTL 轉(zhuǎn)接線上用的芯片，據(jù)說(shuō)用 FT232 的質(zhì)量最好，也最貴。我買(mǎi)時(shí)缺貨，只買(mǎi)到了幾根使用 PL2303 芯片的。到是也沒(méi)用出什么毛病。

當(dāng)然還要連4根線，5V、GND、TXD、RXD。需要注意的是傳感器的TXD要接到轉(zhuǎn)接線的RXD上，傳感器的RXD要接到轉(zhuǎn)接線的TXD上.

代碼

傳感器上電后默認(rèn)狀態(tài)為主動(dòng)輸出，即傳感器主動(dòng)向主機(jī)發(fā)送串行數(shù)據(jù)，時(shí)間間隔為200——800ms，空氣中顆粒物濃度越高，時(shí)間間隔越短。主動(dòng)輸出又分為兩種模式：平穩(wěn)模式和快速模式。在空氣中顆粒物濃度變化較小時(shí)，傳感器輸出為平穩(wěn)模式，即每三次輸出同樣的一組數(shù)值，實(shí)際數(shù)據(jù)更新周期約為2s。當(dāng)空氣中顆粒物濃度變化較大時(shí)，傳感器輸出自動(dòng)切換為快速模式，每次輸出都是新的數(shù)值，實(shí)際數(shù)據(jù)更新周期為200——800ms。

PMS7003M 默認(rèn)波特率：9600bps 校驗(yàn)位：無(wú) 停止位：1位
協(xié)議總長(zhǎng)度：32字節(jié)

字節(jié)數(shù)據(jù)

起始符1	0x42
起始符2	0x4D
幀長(zhǎng)度高八位	幀長(zhǎng)度=2x13+2(數(shù)據(jù)+校驗(yàn)位)
幀長(zhǎng)度低八位
數(shù)據(jù)1高八位	數(shù)據(jù)1表示PM1.0濃度（CF=1，標(biāo)準(zhǔn)顆粒物）單位μg/m3
數(shù)據(jù)1低八位
數(shù)據(jù)2高八位	數(shù)據(jù)2表示PM2.5濃度（CF=1，標(biāo)準(zhǔn)顆粒物）單位μg/m3
數(shù)據(jù)2低八位
數(shù)據(jù)3高八位	數(shù)據(jù)3表示PM10濃度（CF=1，標(biāo)準(zhǔn)顆粒物）單位μg/m3
數(shù)據(jù)3低八位
數(shù)據(jù)4高八位	數(shù)據(jù)4表示PM1.0濃度（大氣環(huán)境下）單位μg/m3
數(shù)據(jù)4低八位
數(shù)據(jù)5高八位	數(shù)據(jù)5表示PM2.5濃度（大氣環(huán)境下）單位μg/m3
數(shù)據(jù)5低八位
數(shù)據(jù)6高八位	數(shù)據(jù)6表示PM10濃度 （大氣環(huán)境下）單位μg/m3
數(shù)據(jù)6低八位
數(shù)據(jù)7高八位	數(shù)據(jù)7表示0.1升空氣中直徑在0.3um以上顆粒物個(gè)數(shù)
數(shù)據(jù)7低八位
數(shù)據(jù)8高八位	數(shù)據(jù)8表示0.1升空氣中直徑在0.5um以上顆粒物個(gè)數(shù)
數(shù)據(jù)8低八位
數(shù)據(jù)9高八位	數(shù)據(jù)9表示0.1升空氣中直徑在1.0um以上顆粒物個(gè)數(shù)
數(shù)據(jù)9低八位
數(shù)據(jù)10高八位	數(shù)據(jù)10表示0.1升空氣中直徑在2.5um以上顆粒物個(gè)數(shù)
數(shù)據(jù)10低八位
數(shù)據(jù)11高八位	數(shù)據(jù)11表示0.1升空氣中直徑在5.0um以上顆粒物個(gè)數(shù)
數(shù)據(jù)11低八位
數(shù)據(jù)12高八位	數(shù)據(jù)12表示0.1升空氣中直徑在10um以上顆粒物個(gè)數(shù)
數(shù)據(jù)12低八位
數(shù)據(jù)13高八位	版本號(hào)
數(shù)據(jù)13低八位	錯(cuò)誤代碼
數(shù)據(jù)和校驗(yàn)高八位	校驗(yàn)碼=起始符1+起始符2+……..+數(shù)據(jù)13低八位
數(shù)據(jù)和校驗(yàn)低八位

具體的代碼其實(shí)就是個(gè)串口通訊加上數(shù)據(jù)解析。需要注意的是這個(gè)傳感器傳回來(lái)的數(shù)據(jù)是大端的。也就是對(duì)于一個(gè) 16bit 的數(shù)據(jù)是先傳高 8 位的，然后再傳低 8 位。所以收到的數(shù)據(jù)需要顛倒一下。

我 Qt 用的比較熟，所以下面的代碼都是 Qt (C++) 的。傳感器相關(guān)的代碼都封裝到一個(gè)類(lèi)里，類(lèi)名叫 PMS7003M。下面是頭文件。

#ifndef PMS7003M_H #define PMS7003M_H #include <QVector> #include <QObject> #include <QSerialPort> #include <QSerialPortInfo> class PMS7003M : public QObject {Q_OBJECT public:explicit PMS7003M(QObject *parent = 0);void set(unsigned char index,unsigned char input);QList<QString> getPortsList();void open(QString com);void close();QVector<int> getPM() const;QVector<int> getCount() const; private:QSerialPort m_port;QVector<unsigned char> m_data;int m_pm1_factory;int m_pm25_factory;int m_pm10_factory;int m_pm1_outdoor;int m_pm25_outdoor;int m_pm10_outdoor;int m_count03;int m_count05;int m_count1;int m_count25;int m_count5;int m_count10;unsigned char m_lenHighByte;unsigned char m_lenLowByte;unsigned short m_length;unsigned short m_version;unsigned short m_errorno;enum {STATE_0X42, STATE_0X4D, STATE_FRAME_LEN_H, STATE_FRAME_LEN_L, STATE_DATA, STATE_CHECKSUM} m_state;void stateMachine(unsigned char x);bool checksum();void updateValue();int m_dataCount; signals:void dataReady(); private slots:void readCom();};#endif // PMS7003M_H

之后是 cpp 文件。

#include "pms7003m.h" #include <QDebug> #include <QMessageBox> PMS7003M::PMS7003M(QObject *parent) : QObject(parent) {m_state = STATE_0X42;m_data.resize(30);getPortsList(); }void PMS7003M::close() {m_port.close(); }void PMS7003M::open(QString COM) {m_port.setPortName(COM);qDebug() << "PortName:"<<m_port.portName() ;if(m_port.open(QIODevice::ReadWrite)){qDebug() << "m_port.open:" ;m_port.setBaudRate(9600);m_port.setParity(QSerialPort::NoParity);m_port.setDataBits(QSerialPort::Data8);m_port.setStopBits(QSerialPort::OneStop);m_port.setFlowControl(QSerialPort::NoFlowControl);m_port.clearError();m_port.clear();connect(&m_port, SIGNAL(readyRead()), this, SLOT(readCom()));} }void PMS7003M::stateMachine(unsigned char x) {switch(m_state){case STATE_0X42:if(x == 0X42){m_state = STATE_0X4D;}break;case STATE_0X4D:if(x == 0x4d){m_state = STATE_FRAME_LEN_H;}else{m_state = STATE_0X42;}break;case STATE_FRAME_LEN_H:m_lenHighByte = x;m_state = STATE_FRAME_LEN_L;break;case STATE_FRAME_LEN_L:m_lenLowByte = x;m_length = (m_lenHighByte << 8) + m_lenLowByte;if(m_length == 28){m_dataCount = 0;m_state = STATE_DATA;}else{m_state = STATE_0X42;}break;case STATE_DATA:m_data[m_dataCount] = x;m_dataCount++;if(m_dataCount == 28){if(checksum()){updateValue();emit dataReady();}else{qDebug() << "checksum failed";}m_state = STATE_0X42;}} }QVector<int> PMS7003M::getPM() const {QVector<int> pm;pm << m_pm1_factory;pm << m_pm25_factory;pm << m_pm10_factory;pm << m_pm1_outdoor;pm << m_pm25_outdoor;pm << m_pm10_outdoor;return pm; }QVector<int> PMS7003M::getCount() const {QVector<int> count;count << m_count03;count << m_count05;count << m_count1;count << m_count25;count << m_count5;count << m_count10;return count; }void PMS7003M::updateValue() {m_pm1_factory = (m_data[0] << 8) + m_data[1];m_pm25_factory = (m_data[2] << 8) + m_data[3];m_pm10_factory = (m_data[4] << 8) + m_data[5];m_pm1_outdoor = (m_data[6] << 8) + m_data[7];m_pm25_outdoor = (m_data[8] << 8) + m_data[9];m_pm10_outdoor = (m_data[10] << 8) + m_data[11];m_count03 = (m_data[12] << 8) + m_data[13];m_count05 = (m_data[14] << 8) + m_data[15];m_count1 = (m_data[16] << 8) + m_data[17];m_count25 = (m_data[18] << 8) + m_data[19];m_count5 = (m_data[20] << 8) + m_data[21];m_count10 = (m_data[22] << 8) + m_data[23];m_version = m_data[24];m_errorno = m_data[25]; }bool PMS7003M::checksum() {unsigned short sum = 0x42 + 0x4D + m_lenHighByte + m_lenLowByte;for(int i = 0; i < 26; i++){sum += m_data[i];}if(sum == (m_data[26] << 8) + m_data[27]){return true;}return false; }QList<QString> PMS7003M::getPortsList() {QList<QString>ports;foreach (const QSerialPortInfo &info, QSerialPortInfo::availablePorts()){ports.append(info.portName());}qDebug()<<"ports:"<<ports;return ports; }void PMS7003M::readCom() {QByteArray data = m_port.readAll();for (int i = 0; i < data.size(); ++i){stateMachine(data.at(i));}//qDebug() << "x"; }

界面代碼很簡(jiǎn)單，就不貼了。下面給幾個(gè)我的軟件界面截圖。

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的DIY 空气质量检测表的全部?jī)?nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問(wèn)題。

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