唐 旭，錢(qián)明寬，劉鑫鵬，謝光榮，謝欣成，張 健

（南京工程學(xué)院，南京 211167）

我國(guó)針對(duì)P2.5的檢測(cè)仍處于起步階段，需要繼續(xù)開(kāi)展大量的基礎(chǔ)工作，研制出符合我國(guó)國(guó)情的檢測(cè)技術(shù)和設(shè)備，促進(jìn)建立完備的P2.5檢測(cè)體系。對(duì)PM2.5濃度進(jìn)行科學(xué)并且準(zhǔn)確地檢測(cè)，可以增強(qiáng)人們對(duì)大氣中PM2.5的預(yù)測(cè)和預(yù)警，將研究成果應(yīng)用到各地，可以使政府能夠提前對(duì)空氣污染進(jìn)行有效的治理，還能夠減輕PM2.5對(duì)市民健康的潛在危害，并且能夠極大程度的減少經(jīng)濟(jì)損失，同時(shí)還能夠促進(jìn)社會(huì)的和諧穩(wěn)定，進(jìn)一步產(chǎn)生更加良好的社會(huì)、經(jīng)濟(jì)以及生態(tài)效應(yīng)。

1 系統(tǒng)整體實(shí)現(xiàn)架構(gòu)

本文設(shè)計(jì)的PM2.5空中檢測(cè)器主要包括無(wú)人機(jī)、PM2.5傳感器、STM32最小系統(tǒng)、藍(lán)牙模塊、電源模塊。實(shí)現(xiàn)空中檢測(cè)出不同高度的PM2.5的濃度值，經(jīng)AD轉(zhuǎn)換后將得到的濃度值從模擬量轉(zhuǎn)換為數(shù)字量，有藍(lán)牙模塊將數(shù)據(jù)從空中的檢測(cè)已傳輸?shù)降孛娴氖謾C(jī)中，在手機(jī)上顯示測(cè)量到的PM2.5濃度的功能。同時(shí)整個(gè)系統(tǒng)通過(guò)鋰電池供電并具有可充電循環(huán)使用的功能。系統(tǒng)的整體框體如圖1所示。

圖1 總體設(shè)計(jì)框圖

2 系統(tǒng)軟件實(shí)現(xiàn)

從整體上來(lái)看，本文程序?qū)崿F(xiàn)的流程是，首先完成各個(gè)模塊的初始化，之后通過(guò)定時(shí)器驅(qū)動(dòng)程序使傳感器開(kāi)始工作，其后STM32最小系統(tǒng)收集采集模塊采集到的模擬電壓，并通過(guò)模數(shù)轉(zhuǎn)換程序?qū)⒉杉降哪M電壓轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)，之后在通過(guò)藍(lán)牙通信程序?qū)⑿盘?hào)傳輸?shù)绞謾C(jī)上。

PM2.5的計(jì)算程序如下所示：

Get_PM2_5（）；sort（PM25_Buff，0，60）；PM_25=（average（PM25_Buff，10，50）*2+PM_25_B*3）/4；PM_25_B=PM_25；if（PM_25＞999）；PM_25=999；Buff[6]=PM_25/100+’0’；Buff[7]=PM_25%100/10+’0’；Buff[8]=PM_25%100%10+’0’；Send_Command（Buff）；

3 測(cè)試結(jié)果

本文設(shè)計(jì)在南京工程學(xué)院選取了4個(gè)不同的測(cè)量點(diǎn)進(jìn)行測(cè)試。測(cè)試所得的數(shù)據(jù)如表1所示。

表1 不同高度測(cè)量結(jié)果記錄表

本文所選的4個(gè)測(cè)量點(diǎn)中，測(cè)量點(diǎn)2為樹(shù)木較多的測(cè)量點(diǎn)，測(cè)量點(diǎn)4為馬路附近的測(cè)量點(diǎn)，測(cè)量點(diǎn)3為較為空曠的測(cè)量點(diǎn)，測(cè)量點(diǎn)1為處于樓房之間的測(cè)量點(diǎn)。

從表1可看到一個(gè)整體的趨勢(shì)，隨著高度的增加，PM2.5的濃度也在以一定的趨勢(shì)增加，大體上看來(lái)，所處的高度越高，PM2.5的濃度也就越大。之后我們可以看看各個(gè)測(cè)量點(diǎn)之間的數(shù)量對(duì)比，首先我們將處在樓房的測(cè)量點(diǎn)和處于空曠地區(qū)的測(cè)量點(diǎn)做對(duì)比，我們可以比較明顯的看出，空曠地區(qū)的測(cè)量點(diǎn)的PM2.5的濃度要比樓房處的測(cè)量點(diǎn)的PM2.5的濃度要低上一些，之后我們將馬路附近的測(cè)量點(diǎn)和樹(shù)木比較多的地方的測(cè)量點(diǎn)做對(duì)比，我們可以比較明顯的看出樹(shù)木比較多的測(cè)量點(diǎn)的PM2.5濃度明顯要比馬路附近的測(cè)量點(diǎn)的濃度要低上一些。

4 結(jié)束語(yǔ)

本文設(shè)計(jì)的PM2.5空中檢測(cè)器，能夠較為準(zhǔn)確的測(cè)量空中不同高度的PM2.5的濃度，并且可以通過(guò)藍(lán)牙實(shí)時(shí)的將數(shù)據(jù)傳回地面手機(jī)接收端，通過(guò)數(shù)據(jù)的綜合分析可以得到比常規(guī)地面檢測(cè)更為準(zhǔn)確的PM2.5濃度，從而制定更為合適的應(yīng)對(duì)方案。該P(yáng)M2.5空中檢測(cè)器具有價(jià)格低廉、檢測(cè)準(zhǔn)確、工作穩(wěn)定等優(yōu)點(diǎn)，完全滿足日常生活的使用。