新型仪器仪表研发
基于HLPM025传感器显示PM2.5值的空气净化器设计
徐晓1薛毅2余和均3
（北京海联信为物联网科技有限公司，北京，201503）
摘要：为了便于PM2.5浓度测量，我司研发出一款基于PM2.5传感器的联网设备，可随时随地通过手机查看设备监测地点的PM2.5值。由于设备小巧，并配备OLED显示屏，可同时做便携式测量仪表应用。
关键字：PM2.5检测仪；物联网；手机控制；WIFI联网；STM32；
0引言
随着生活水平的提高，人们对自己日常生活和工作的室内空气环境质量的要求和期望也在不断提高。本文设计出一种新型的、利用紫外线杀菌消毒的空气净化器电路控制系统。该系统选择STM8单片机作为核心处理器，利用PM2.5传感器HLPM025检测室内空气质量，并实时显示PM2.5值及净化效果。该系统经过试运行和调试，效果明显，值得推广。1核心器件介绍
1.1粉尘浓度传感器HLPM025
HLPM025系列粉尘浓度传感器是由六度传感科技研发的，采用基于MIE理论的激光散射法，可精确测量气体中粉尘浓度。且测量效果较电荷法更为稳定。
此传感器通讯接口有UART和I2C两种，UART直接采用兼容5V电平的3.3VTTL电平输出，可直接接3.3V或5V单片机的IO口。
HLPM025的标称测量范围为0～1000ug/m3，标称偏差为5%实际测量对比国外进口产品，数值基本偏差在5%左右，最大偏差为10%左右，由于气体粉尘含量随受气流影响较大，并且两种设备均由较大范围波动，基本认为数值相符。
虽然空气中PM2.5的分布并非十分均匀，但由于大气的扩散性，所以我门基本认为所测量到的值即为真实值。唯一缺点是从污染源到检测到实际检测出污染物，需要一个过程。
1.2核心芯片STM8S003F3
意法半导体生产的8位高性能处理器STM8S003F3采用SSOP-20封装，价格便宜，内置1KBRAM空间和8K程序存储FLASH空间，同时拥有128bytes的片上EEPROM，最高主频可达16MHz，工作电压为2.95～5.5V，并且有UART接口、I2C接口和SPI接口各一组。其接口、引脚各方面都非常适合用于本空气净化器的设计。
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2净化器系统设计
2.1总体设计本控制系统是控制工作在单相额定电压AC85~260V家用和类似用途的空气净化器，净化器主要功能是对室内空气中的固态、气态污染物进行通风、过滤和消毒，通过紫外光灯管发射的紫外线进行杀菌。功能需求模块如图1所示。main{
System_Init();GPIO_Init();UART_Init();LCD_Init();Key_Init();Interupt_Init();While{
Operation();}}
图1净化器总体系统框架图整体系统如图所示采用3.7V通用锂电池供电，经DC-DC升压电路转换成5V电压给HLPM025传感器供电，并通过LDO转换为3V为单片机系统、OLED显示屏供电。系统采用1.3寸OLED显示屏，显示粉尘浓度实时值。仪器采用一键开关机设计方法，只有一个按钮，长按开机、长按关机。2.2系统软件设计
根据系统的功能需求分析与硬件模块的设计结果，净化器对于软件程序的需求可以分为以下六个部分：端口初始化程序、传感器、信号处理程序、显示器控制程序、按键功能模块等。其模块划分如程序示例所示：
3结束语
经实际调式和使用，本产品的紫外净化功能和实时显示PM2.5功能，且净化器本身运行稳定，受到厂家和消费者的一致欢迎。参考文献：
[1]张妍,李振海.室内空气净化器性能指标的探讨[J]环境与健康杂志,2007,(06).
[2]王峰,张吉光,许娜.室内空气污染的主要控制技术[J]环境卫生工程,2009,(05).
[3]闫朝文,张丽,孙东宁.基于CPLD的光催化空气净化器控制系统设计,2010,(11).
[4]余永权等著．单片机在控制系统中的应用．北京：电子工业出版社．2003
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