0 前言

這兩年開(kāi)始畢業(yè)設(shè)計(jì)和畢業(yè)答辯的要求和難度不斷提升，傳統(tǒng)的畢設(shè)題目缺少創(chuàng)新和亮點(diǎn)，往往達(dá)不到畢業(yè)答辯的要求，這兩年不斷有學(xué)弟學(xué)妹告訴學(xué)長(zhǎng)自己做的項(xiàng)目系統(tǒng)達(dá)不到老師的要求。

為了大家能夠順利以及最少的精力通過(guò)畢設(shè)，學(xué)長(zhǎng)分享優(yōu)質(zhì)畢業(yè)設(shè)計(jì)項(xiàng)目，今天要分享的是

基于單片機(jī)的便攜式空氣質(zhì)量檢測(cè)儀

1、簡(jiǎn)介

基于IDT的便攜式無(wú)線(xiàn)供電空氣質(zhì)量檢測(cè)儀，隨著近些年環(huán)保問(wèn)題的日益嚴(yán)峻，身邊的朋友也越來(lái)越重視自己的生存環(huán)境，尤其是對(duì)空氣質(zhì)量的關(guān)注度日益增高。我就打算自己設(shè)計(jì)制作一套便攜式的空氣質(zhì)量檢測(cè)儀，采用無(wú)線(xiàn)供電的方式來(lái)運(yùn)行保證檢測(cè)儀的運(yùn)行，同時(shí)利用無(wú)線(xiàn)供電系統(tǒng)給檢測(cè)儀內(nèi)部的鋰電池進(jìn)行充電。（本項(xiàng)目采用的是IDT 5W無(wú)線(xiàn)充電開(kāi)發(fā)套件）

2、主要器件

IDT15W無(wú)線(xiàn)充電開(kāi)發(fā)套件

Arduino?LGT8F328D單片機(jī)

A003最新款顆粒物傳感器

S80053二氧化碳傳感器

2.2寸串口屏

18650鋰電池，容量2600mah

ETA9640充放電芯片，最大充放電電流1000ma

3、實(shí)現(xiàn)效果

IDT無(wú)線(xiàn)供電系統(tǒng)接收板

無(wú)線(xiàn)充電過(guò)程

4、設(shè)計(jì)原理

硬件說(shuō)明

通過(guò)設(shè)計(jì)計(jì)算，整機(jī)負(fù)載電流約500ma，考慮到設(shè)計(jì)的充電電流是1000ma，所以項(xiàng)目選用了IDT 5W無(wú)線(xiàn)供電系統(tǒng)，該系統(tǒng)可以提供5V 1A的最大5W的功率輸出，完全滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求。（本項(xiàng)目采用的是IDT 5W無(wú)線(xiàn)充電開(kāi)發(fā)套件）

包含三大部分組成：

1、無(wú)線(xiàn)供電鋰電池充放電部分，由于傳感器的TTL輸出電平是3.3V，所以還需要通過(guò)一個(gè)LDO將MCU供電電源降為3.3V。傳感器供電部分是5V（內(nèi)部有LDO降壓），有系統(tǒng)直接供電即可。本項(xiàng)目用的電池選用了常見(jiàn)的18650鋰電池，容量2600mah。充放電芯片選用上海鈺泰的ETA9640一體式芯片，最大充放電電流1000ma，自帶鋰電池保護(hù)電路，無(wú)需外圍再加保護(hù)電路。無(wú)線(xiàn)供電接收板接口直接與USB供電接口并接，既可以采用USB供電，也可以采用IDT無(wú)線(xiàn)系統(tǒng)供電。

2、MCU部分選用了AVR內(nèi)核的8位單片機(jī)，LGT8F328D，傳感器選用攀藤科技的A003最新款顆粒物傳感器和森爾電子的S8 0053二氧化碳傳感器（由于二氧化碳傳感器價(jià)格較貴，最終未進(jìn)行購(gòu)買(mǎi)）。

3、顯示屏幕選用了2.2寸串口屏，便于快速開(kāi)發(fā)，降低開(kāi)發(fā)難度。

在這里插入圖片描述

在這里插入圖片描述

項(xiàng)目的PCB圖和3D圖部分：

這個(gè)PCB板子尺寸為80*70mm，正面為主要電路和屏幕部分，反面為18650電池倉(cāng)和兩個(gè)傳感器接口。

最終PCB板和焊接好的PCB板：

在這里插入圖片描述

軟件部分

本項(xiàng)目軟件設(shè)計(jì)采用Arduino IDE開(kāi)源編程框架，主要分為系統(tǒng)初始化和循環(huán)執(zhí)行兩大部分構(gòu)成。

5 部分核心代碼

#include?

SoftwareSerial?pm(2,?NULL);

SoftwareSerial?co(4,?NULL);

unsigned?int?CO2;

unsigned?int??pm25;

void?getCO2(unsigned?char?Data)?

{

??staTIc?unsigned?char?RxBuffer[7];

??staTIc?unsigned?char?RxCnt?=?0;

??RxBuffer[RxCnt++]?=?Data;

??if?(RxBuffer[0]?!=?0xFE?&&?RxBuffer[1]?!=?0x04)

??{

????RxCnt?=?0;

????return;

??}

??if?(RxCnt?>?6)

??{

????CO2?=?(int)?RxBuffer[3]?*?256?+?(int)?RxBuffer[4];

????RxCnt?=?0;

????return;

??}

}

void?getPM25()

{

??uint8_t?mData?=?0;

??uint8_t?i?=?0;

??uint8_t?mPkt[32]?=?{0};

??int?mCheck?=?0;

??pm.listen();??

??delay(100);

??while?(pm.available()?>?0)

??{

????mData?=?pm.read();

????delay(2);

????if?(mData?==?0x42)?

????{

??????mPkt[0]?=??mData;

??????mData?=?pm.read();

??????delay(2);

??????if?(mData?==?0x4d)?

??????{

????????mPkt[1]?=??mData;

????????mCheck?=?66?+?77;

????????for?(?i?=?2;?i?<?30;?i++)?

????????{

??????????mPkt[i]?=?pm.read();

??????????delay(2);

??????????mCheck?+=?mPkt[i];

????????}

????????mPkt[30]?=?pm.read();

????????delay(2);

????????mPkt[31]?=?pm.read();

????????delay(2);

????????if?(mCheck?==?mPkt[30]?*?256?+?mPkt[31])?

????????{

??????????pm25?=?mPkt[12]?*?256?+?mPkt[13];

??????????

??????????Serial.flush();

??????????return;

????????}

??????}

????}

??}

}


void?setup()

{

??Serial.begin(9600);

??pm.begin(9600);

??co.begin(9600);

??delay(5000);

??Serial.println("SPG(2);");?

??delay(100);

}


void?loop()

{

??getPM25();

??co.listen();??

??delay(100);

??staTIc?unsigned?char?TxBuffer[]?=?{0xFE,?0x04,?0x00,?0x03,?0x00,?0x01,?0xD5,?0xC5};

??co.write(TxBuffer,?8);

??delay(100);

??while?(co.available())

??{

????getCO2(co.read());

??}

??Serial.print("LABL(48,0,40,159,'");??Serial.print(pm25);??Serial.print("',");??Serial.print(15);??Serial.println(",1);");

??Serial.print("LABL(48,161,40,319,'");??Serial.print(CO2);??Serial.print("',");??Serial.print(15);??Serial.println(",1);");

}