摘要：由粉尘传感器丈量空气粉尘浓度，转化成数字量送单片机，单片机剖析处理转化成浓度值再与设定浓度值比较;显现器显现空气中粉尘丈量浓度和设定浓度;当粉尘浓度超限时，声光报警;
0 导言
空气污染是城市面对的一起问题。从伦敦、洛杉矶烟雾事情到近年我国雾霾。PM2.5是大气污染要害污染物，污染物浓度是衡量空气污染程度的重要目标。大气灰霾已成为严重民生问题。PM2.5逐步进入环境空气质量规范。
颗粒物巨细：大于10微米的颗粒物可以被鼻子和咽喉截住，而不会进入肺部。5到10微米的颗粒物可以在咽喉经过物理机制去除。小于5微米的颗粒物会抵达支气管。直径小于2.5微米的颗粒物会经过呼吸进入肺部最深处。所以从人类健康讲是最受重视的颗粒物品种。PM是指英文颗粒物，25是指大气中直径小于等于 2.5微米的颗粒物。也称可入肺颗粒物。它是导致空气质量差、能见度低的元凶巨恶。因而，检测PM2.5关于观测、防治大气污染有重要意义。本文选用粉尘传感器检测PM2.5的浓度，经过单片机处理显现PM2.5的浓度，有超限报警功用。
1 硬件电路规划
如图1所示，空气质量检测体系由STC89C52单片机最小体系、GP2Y1010AU粉尘传感器、ADC0832模数转化器模块、LCD1602液晶模块、电源模块、蜂鸣器报警模块和按键模块组成。
体系原理图如下：
1.1 粉尘传感器和A/D模数转化电路
PM2.5的丈量方法
依据PM2.5检测网的空气质量新规范，24小时平均值规范值散布如下：
夏普公司尘土传感器GP2Y1010AU(如图3粉尘传感器内部结构)，灵敏度高，可以用来丈量0.8微米以上的细微粒子，可用于室内环境中烟气、粉尘、花粉等浓度的检测。以检测出单位体积粒子的肯定个数，而且内置气流发生器，可以自行吸入外部空气。其内部对角安放着红外线发光二极管和光电晶体管，使得其可以探测到空气中尘土反射光，即便十分细微的如烟草烟雾颗粒也可以被检测到，该传感器具有十分低的电流耗费(最大20mA，典型值11mA)，可运用高达 7VDC。该传感器输出为模仿电压，其值与粉尘浓成正比。
主要参数：
灵敏度：0.5V/(0.1mg/m3)
输出电压：0.9V(TYP)
耗费电流：11mA
作业温度：-10～65口
存储温度：-20～80口
显现数据实时值+12分钟均值
粉尘传感器GP2Y1010AU经过对空气粉尘颗粒浓度的检测输出模仿电压值与粉尘浓度成正比。故在仿真原理图中，咱们用可变电阻规划的部分限压电路替代传感器ADC0832模数转化时序阐明如图6所示：
当ADC0832未作业时其CS输入端应为高电平，此刻芯片禁用。
当要进行A/D转化时，须先将CS使能端置于低电平，而且坚持低电平直到转化彻底完毕。此刻芯片开端转化作业，一起由处理器向芯片时钟输入端CLK输入时钟脉冲，用DI端输入通道功用挑选的数据信号，DI端1位高电平启始信号，2、3位数据为“1”、“0”时，只对CH0进行单通道转化。3位后数据输出 DO进行转化数据的读取。4、11位(8、19)数据输出完结，A/D转化的完毕。单片机将转化后的数据进行处理。
1.2 单片机和LCD显现模块
选用STC89S52单片机为操控中心，选用1602LCD显现粉尘丈量浓度和设定浓度：
单片机处理算法如下：
关于烟的检出、断定值相当于卷烟的烟那样的检出物，按如下表明。
可以检出的规模(输出电压可变规模(V))=输出电压规模：VOH(V)-无尘
时输出电压：Voc(V)。
将此换算成粉尘浓度：
检出粉尘浓度规模(mg/m3)=检出或许规模(输出电压可变规模(V))÷检出感度：K(V/(0.1 mg/m3)。
烟检出的情况下，其断定值如下：
断定值=检出浓度(mg/m3)+10xK(V/(0.1mg/m3)+无尘时输出电压(V))
[例]
检出浓度：0.2(mg/m3)来断守时
1)K：TYP0.5(V/(0.1mg/m3)
2)无尘时输出电压：0.9(V)的情况下
断定值=(0.2x 10)x0.5+0.9=1.9V
[尘土的检出]
显现器显现粉尘浓度丈量值和设定值。
1. 3 报警和污染等级提示电路模块
当丈量浓度值超越设置值时，声光报警;
等级指示灯状况：
绿灯：空气质量优 (数值0—35)
黄灯：空气质量良 (数值35—75)
红灯：轻度污染 (数值75—115)
1.4 按键模块
功用：浓度报警值设置;
检测P3.3、P3.4、P3.5，都是高电平表明无按键按下;当检测到低电平时，表明有按键按下;
按下设置键一次，LCD上浓度闪耀;表明进入浓度设置状况，此刻每按加键一次，报警值添加0.01mg;每按减键一次，减0.01mg，二次按下设置键，设置完毕。
2 软件主程序框图如图8所示：
3 完毕语
根据单片机空气质量检测体系完成TPROTEUS仿真;据此制造的产品可以检测PM2.5。由于造价低可以完成家庭遍及装备;关于进步全民空气质量认识有积极作用。
