制作一個(gè)基于物聯(lián)網(wǎng)的塵埃密度監(jiān)測器

　　使用 Blynk IOT 長時(shí)間監(jiān)測周圍的灰塵和大顆粒 （》0.5μm） 并繪制數(shù)據(jù)以供進(jìn)一步研究。

　　在這個(gè)項(xiàng)目中，我制作了一個(gè)基于物聯(lián)網(wǎng)的塵埃密度監(jiān)測器，它可以測量周圍的塵埃并通過互聯(lián)網(wǎng)發(fā)送數(shù)據(jù)，我可以以圖形方式監(jiān)測一個(gè)地方塵埃密度的長期值。這可以幫助制定未來的項(xiàng)目，如改善空氣污染和許多其他項(xiàng)目。

　　關(guān)于傳感器（夏普 gp2y1014au0f）

　　夏普 gp2y1014au0f 是一款使用 IR LED 的微粒傳感器，當(dāng)空氣中的微粒進(jìn)入傳感器時(shí)，光線會向光電探測器反彈。這種技術(shù)稱為激光散射。散射（反彈）光的強(qiáng)度取決于灰塵顆粒。塵埃顆粒越多，彈跳或散射就越嚴(yán)重。光檢測器上的這種光強(qiáng)度變化會改變傳感器的輸出電壓。我們可以讀取輸出電壓并測量空氣中的灰塵密度。

　　我將傳感器作為套件購買。該套件包括：

　　1x GP2Y1014AU0F 傳感器

　　1 x 6 針尾纖電纜，用于輕松連接傳感器

　　1 x 150 歐姆電阻

　　1 x 220uF 電容

　　因?yàn)樗?6 個(gè)連接器，我必須添加電阻器和電容器，所以我用它制作了一個(gè)模塊。

　　制作項(xiàng)目

　　這個(gè)項(xiàng)目基于物聯(lián)網(wǎng)，所以我使用 Arduino UNO 微控制器和 ESP8266 （ESP01） Wi-Fi 模塊來連接互聯(lián)網(wǎng)。我還使用 Blynk（物聯(lián)網(wǎng)平臺）應(yīng)用程序來可視化 Arduino 發(fā)送的數(shù)據(jù)。

　　Arduino 和 ESP01

　　要將 Wi-Fi 添加到 Arduino UNO，我連接了一個(gè) ESP-01 模塊。在此之前，您可能需要更新 ESP8266 模塊的固件。

　　連接：

　　Arduino RX - ESP01 TX

　　Arduino TX - ESP01 RX

　　Arduino 3.3V - ESP01 VCC 和芯片選擇引腳

　　Arduino GND - ESP01 GND

　　Arduino 和 GP2Y1014AU0F

　　GP2Y1014AU0F中的紅外發(fā)射器必須通過 Arduino 的脈沖進(jìn)行控制才能運(yùn)行。傳感器的輸出是模擬信號，所以它應(yīng)該連接到 Arduino 的模擬引腳。所以我相應(yīng)地連接傳感器和Arduino。

　　連接：

　　Arduino D7 - 傳感器 LED

　　Arduino A5 - 傳感器 VOUT

　　編碼

首先，我們必須使用一些庫

#include

#include

#include

根據(jù)傳感器數(shù)據(jù)表，首先必須打開 IR LED 并等待 280μs 才能讀取讀數(shù)。然后從模擬引腳讀取電壓值。這個(gè)操作大約需要 50μs，所以給一個(gè) 50μs 的延遲，然后關(guān)閉 IR led。根據(jù)數(shù)據(jù)表，IR LED 應(yīng)每 10ms 開啟和關(guān)閉一次脈沖，因此它必須等待剩余的 (10000-280-50)μs = 9670μs。

?digitalWrite(led,LOW);
?delayMicroseconds(280);
?SensorOut = analogRead(SensorPin);
?delayMicroseconds(50);
?digitalWrite(led,HIGH);
?delayMicroseconds(9670);

然后要計(jì)算灰塵密度，我們需要數(shù)據(jù)表中的一些值，K 是傳感器的靈敏度，它是 0.5V/100μgm/m^3。Voltage_noDust是空氣中沒有灰塵時(shí)的電壓。這個(gè)電壓從0.1V-1V變化。您可能需要調(diào)整此值。

之后使用一些簡單的計(jì)算，我們可以測量灰塵密度

?SensorVo = SensorOut*(5.0/1024);
?Dust = (SensorVo-Voltage_noDust)*100/K;

然后使用 Blynk.virtualWrite(V1,Dust); 函數(shù)將灰塵密度值發(fā)送到云端。該值每秒發(fā)送一次。

　　其余代碼由注釋解釋。

　　Blynk 應(yīng)用程序設(shè)置

　　按照步驟

　　上傳代碼后檢查一切是否正常。

　　之后您可以從應(yīng)用程序中導(dǎo)出 Excel 數(shù)據(jù)，并將其發(fā)送到您的電子郵件地址，然后使用該數(shù)據(jù)進(jìn)行進(jìn)一步分析。

　　Dust_density monitor：

#define BLYNK_PRINT Serial
#include
#include
#include

char auth[] = "fI1Hhyw20XUE7WmUhcJhJ_QAFHVYkPxQ"; ?//The authentication token send to your email?
//Your WIFI credentials
char ssid[] = "ABID"; ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ??
char pass[] = "8901234567";

#define ESP8266_BAUD 115200 ? ?
ESP8266 wifi(&Serial);

int SensorPin = A5;
int led = 7; ?
float SensorOut = 0;
float SensorVo = 0;
float Dust = 0;
float Voltage_noDust = 0.12; ? ? ?//calibrate by changing this
float K = 0.5; ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?//Sensitivity from the datasheet 0.5V/ugm/m^3
SimpleTimer timer;

void sendSensor(){ ?
? digitalWrite(led,LOW); ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? //turning on the led
? delayMicroseconds(280); ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?//wait for 0.28ms
? SensorOut = analogRead(SensorPin); ? ? ? ? //read the sensor output voltage
? delayMicroseconds(50); ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? //wait for 50us
? digitalWrite(led,HIGH); ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?//turning off the led
? delayMicroseconds(9670); ? ? ? ? ? ? ? ? ? //wait for (10000-280-50)=9670us
? SensorVo = SensorOut*(5.0/1024); ? ? ? ? ? //calculating sensor output voltage
? Dust = (SensorVo-Voltage_noDust)*100/K; ? ?//calculating Dust density(ugm)/m^3
?
? if ( Dust < 0)
? {
? ? Dust = 0.00;
? }
? Blynk.virtualWrite(V1,Dust); ?//sending data to the cloud
}

void setup()
{
?pinMode(led,OUTPUT);
?Serial.begin(115200);
?delay(10);
?Serial.begin(ESP8266_BAUD);
?delay(10);
?Blynk.begin(auth, wifi, ssid, pass);
?timer.setInterval(1000L, sendSensor); ? ? //set timer interval of 1s
}

void loop()
{
?Blynk.run();
?timer.run();
}