大氣質量數據監測站用于測試空氣質量監測及數據采集，實現野外或者室內空氣質量的檢測。并通過網絡將數據上傳到OneNet?顯示。?

1、項目概述

本項目是一個定制項目，要求采集大氣的壓力、溫度、濕度、PM25、位置等數據并上傳到指定的后臺服務器。但有時候因為沒有條件或因為各種原因不能聯網，則采用本地保存的方式，本地保存我們決定使用SD卡來實現。除此外，為了實現顯式需求，還需要配套一些東西來實現隱式的需求，如實時時鐘記錄，上傳聯網方式的選擇等。

2、硬件設計

本項目涉及到的硬件并不復雜，我們對其中幾個實用比較多的電路做一個說明。首先說一下串口通訊電路，在本項目中激光PM25傳感器、氣體質量流量控制器、SD讀卡器等都是使用串口來實現通訊，所以我們采用如下的串口電路設計：

該方式即可支持RS232，也可實現RS485，當然簡單的TTL也沒問題，只需要根據自己的不同需求焊接不同的元器件就可實現。

接下來我們說一說PWM控制電路，其實用的是計時器來實現，由于電機需要12V-24V的電源，所以我們外加一部分電路來實現電機的驅動，而PWM信號則有MCU產生，并能夠通過電路提升電壓。

最后我們說一下聯網部分，聯網有多種方式，有線連接、wifi連接都支持，首先說一說wifi，我們使用了ESP8266來實現這一需求，之所以選擇ESP8266是因為軟硬件實現都比較簡單，而且我們對通訊的要求并不十分高，因為10m秒鐘記錄一個數據就好了，所以成本就是主要理由了。

至于有線我們使用W5500來實現，在以前的文章中已經多次說明過，這一次就不再重復了。

3、軟件設計

接下來我們說一說軟件的設計，軟件的設計較硬件要繁雜的多，我們選取其中一部分前面沒有說明過的做一些說明。首先我們說一下PWM控制，每臺采集站有2路進氣，所以我們需要控制兩個氣泵，以及2路的PWM，每路可以單獨控制，在試驗時我們使用50%的占空比。

void PWM_Configuration(void) {//計算初始化的頻率和占空比TimerPeriod = PWMTimePeriod;//計算用于設置ARR寄存器的值使產生信號的頻率為17.57 KhzPWM1Pulse = (uint16_t) (((uint32_t) 5 * (TimerPeriod - 1)) / 10);//計算CCR1寄存器的值在通道1和1N產生50%占空比，用于TIM1PWM2Pulse = (uint16_t) (((uint32_t) 5 * (TimerPeriod - 1)) / 10);//計算CCR1寄存器的值在通道1和1N產生50%占空比，用于TIM8PWM_InitProcess(TIM1,TimerPeriod,PWM1Pulse); }

其次我們說一說I2C控制，有好幾路傳感器都使用的是I2C數據通訊來實現，我們在這里我們只說兩個基本的I2C操作函數，一個是下發命令，一個是讀取數據。所有的操作都可以通過調用這兩個函數來實現。

/*向I2C從站下發指令，指令格式均為1個字節*/ void SendCommandToI2CSlave(I2C_TypeDef* I2Cx,uint8_t deviceAddress,uint8_t command) {uint16_t i2cTimeout=TimeoutPeriod;/*產生I2C起始信號*/I2C_GenerateSTART(I2C2, ENABLE);/*檢測 EV5 事件并清除標志*/while (!I2C_CheckEvent(I2Cx, I2C_EVENT_MASTER_MODE_SELECT)){if ((i2cTimeout--) == 0) return ;}/*發送I2C從站的地址*/I2C_Send7bitAddress(I2Cx,deviceAddress,I2C_Direction_Transmitter);i2cTimeout=TimeoutPeriod;/*檢測 EV6 事件并清除標志*/while (!I2C_CheckEvent(I2Cx, I2C_EVENT_MASTER_TRANSMITTER_MODE_SELECTED)){if ((i2cTimeout--) == 0) return ;}/*下發操作命令*/I2C_SendData(I2Cx, command);i2cTimeout=TimeoutPeriod;/*檢測 EV8 事件并清除標志*/while (!I2C_CheckEvent(I2Cx, I2C_EVENT_MASTER_BYTE_TRANSMITTED)){if ((i2cTimeout--) == 0) return ;}/* 產生I2C停止信號 */I2C_GenerateSTOP(I2Cx, ENABLE); }/*從I2C從站讀取多個字節數據的值*/ void GetBytesFromI2CSlave(I2C_TypeDef* I2Cx,uint8_t deviceAddress,uint8_t *pData,uint16_t bytesNum) {uint16_t i2cTimeout=TimeoutPeriod;/*如果I2C總線忙，則等待一段時間*/while (I2C_GetFlagStatus(I2Cx, I2C_FLAG_BUSY)){if ((i2cTimeout--) == 0) return ;}/* 產生 I2C 起始信號 */I2C_GenerateSTART(I2Cx, ENABLE);/*檢測 EV5 事件并清除標志*/while (!I2C_CheckEvent(I2Cx, I2C_EVENT_MASTER_MODE_SELECT)){if ((i2cTimeout--) == 0) return ;}/*發送I2C從站的地址*/I2C_Send7bitAddress(I2Cx,deviceAddress+1,I2C_Direction_Receiver);i2cTimeout=TimeoutPeriod;/*檢測 EV6 事件并清除標志*/while (!I2C_CheckEvent(I2Cx, I2C_EVENT_MASTER_RECEIVER_MODE_SELECTED)){if ((i2cTimeout--) == 0) return ;}while(bytesNum){if(bytesNum==1){I2C_AcknowledgeConfig(I2Cx, DISABLE);//關閉應答I2C_GenerateSTOP(I2Cx, ENABLE);//停止信號}i2cTimeout=TimeoutPeriod;/*檢測 EV7 事件并清除標志*/while (!I2C_CheckEvent(I2Cx, I2C_EVENT_MASTER_BYTE_RECEIVED)){if ((i2cTimeout--) == 0) return ;}/*通過 I2C，從設備中讀取一個字節的數據 */*pData=I2C_ReceiveData(I2Cx);pData++;bytesNum--;}/*使能應答，方便下一次 I2C 傳輸*/I2C_AcknowledgeConfig(I2Cx, ENABLE); }

接下來我們看看將數據存儲到本地SD卡的操作過程，數據保留2位小數，并且采用4舍5入處理。

//將數據寫入到SD卡 void WriteDataToSDCard(void) {//將數據寫入SD卡saveData[0]=((int16_t)(tempProcessValue*100+0.5))/100.0;//溫度測量值saveData[1]=((int16_t)(presProcessValue*100+0.5))/100.0;//壓力測量值saveData[2]=((int16_t)(flowProcessValue1*100+0.5))/100.0;//流量計1的標況流量saveData[3]=flowTatolVolume1;//流量計1的工況累計流量saveData[4]=flowStdTatolVolume1;//流量計1的標況累計流量saveData[5]=((int16_t)(flowProcessValue2*100+0.5))/100.0;//流量計2的標況流量saveData[6]=flowTatolVolume2;//流量計2的工況累計流量saveData[7]=flowStdTatolVolume2;//流量計2的標況累計流量saveDate[0]=systemYear;saveDate[1]=systemMonth;saveDate[2]=systemDate;saveDate[3]=systemHour;saveDate[4]=systemMinute;saveDate[5]=systemSecond;????SDCardFileOperation(); }

4、結果展示

我們在OneNET上創建了一個產品，6臺設備，以及4個應用，來驗證方案的效果，在測試過程中我們使用了Wifi方式來進行此次測試，因為這也是我們正是產品主要使用的連網方式。我們看一看數據上傳的趨勢圖：

接下來我們看看顯示位置及溫濕度的應用截圖：

我們再來看看顯示大氣壓、溫度和濕度的截圖：

我們再來看看氣體流量及柱狀圖顯示：

至此，我們完成了空氣質量數據獲取項目程序的基本測試。

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總結

以上是生活随笔為你收集整理的一个简单的空气质量数据监测站项目的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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