一种基于51单片机的远程pm2.5空气检测净化装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种可通信和净化的PM2.5空气净化器，尤其涉及一种基于51单片机的远程PM2.5空气检测净化装置。
技术背景
[0002]随着社会的发展，人们生活水平逐步提高，私家车、工厂也越来越多，从而造成了空气中PM2.5的浓度逐渐增加，空气污染问题越来越受到人们的关注和重视。目前市场上的空气净化器大多没有自动控制和远程控制功能，这也是制约空气净化器大部分进入市场的原因。本课题设计的基于51单片机的远程PM2. 5空气检测净化装置可以使这一问题得到妥善解决。使人们得以远程控制空气净化器工作，在回到家的时候可以呼吸到新鲜空气。
【发明内容】
[0003]本实用新型的目的在于提供了一种基于51单片机的远程PM2.5空气检测净化装置，包括PM2.5浓度检测、远程通信、远程控制、空气净化的功能，具有实用、经济和操作方便的优点。
[0004]为实现以上目的本实用新型采用如下技术方案：一种基于51单片机的远程PM2.5空气检测净化装置，包括PM2. 5浓度监控模块和空气净化模块，所述的PM2. 5浓度监控模块包括传感器、单片机处理电路和无线信号发射模块;所述的空气净化器模块包括无线接收模块和空气净化器;其特征在于:传感器连接单片机处理电路，单片机处理电路模块连接无线信号发射模块，无线信号发射模块发送信号给无线接收模块，无线接收模块连接空气净化器。
[0005]本实用新型所述PM2.5浓度监测模块安装在待检测房间内，与空气直接接触，能够准确的测量空气中的PM2. 5的浓度并在液晶显示屏上显示出来。传感器用于测量空气中PM2.5的浓度，由单片机处理电路分析后判断是否发送数据至用户移动终端。该部分具有无线信号发射功能，无需牵引过多的导线，减少了这方面的耗材费用。
[0006]本实用新型所述传感器为PM2. 5激光传感器SDS011，此传感器用于检测空气中PM2.5的浓度并可直接将检测到的PM2.5浓度由物理量转换为数字信号输出。
[0007]本实用新型所述单片机处理电路包括STC51系列单片机、液晶显示屏、电阻和电容，该部分的作用为分析传感器传输的数字信号是否达到设定的浓度值。
[0008]本实用新型所述无线信号发射模块为GSM模块TC35i，用于向用户终端发送信息。
[0009]本实用新型空气净化模块安装在待检测房间内部，与空气直接接触；用户可通过无线终端向该模块发送开启空气净化器的信号，从而达到净化空气的目的。
[0010]本实用新型无线信号接收模块由S2W-M02串口 WIFI模块和51单片机STC89LE54及外围电子器件组成，用于接受用户通过无线网络发送的信号，同时控制空气净化器的开启与关闭。
[0011]本实用新型单片机通过控制继电器从而达到控制空气净化器开启的目的，继电器电路由继电器、三极管及电阻组成，用于放大单片机的输出信号。
[0012]本实用新型净化器运用离心增压电机、HEPA复合活性炭滤网等材料制作而成，能有效过滤空气中的PM2.5。
[0013]本装置的优点；本装置能够自动检测空气中PM2.5的浓度，并进行分析，在PM2.5浓度超标但用户不在周围的情况下，用过GSM模块通信告知用户来实现对PM2.5的实时监控，同时用户可通过无线网络远程控制空气净化器，起到远程控制功能。该装置制作简单，成本相对较低，能够进行广泛应用，该装置能大大改善用户居住环境的空气质量，并且具有远程控制功能，具有很大的市场需求。
【附图说明】
[0014]图1为基于51单片机的远程PM2.5检测净化装置的系统原理框图。
[0015]在图中，1、PM2.5浓度监控模块，2、空气净化模块，3、传感器，4、单片机处理电路，
5、无线信号发射模块，6、无线接收模块，7、空气净化器。
【具体实施方式】
[0016]本实用新型是这样来实现的，如图1所示，包括PM2.5浓度监控模块1和空气净化模块2，所述的PM2.5浓度监控模块1包括传感器3、单片机处理电路4和无线信号发射模块5，以实现对空气中PM2. 5浓度的实时监控;所述的空气净化器模块2包括无线接收模块6和空气净化器7，以实现对空气中PM2.5浓度的分析、远程控制和净化功能。其特征在于:传感器3连接单片机处理电路模块4，单片机处理电路模块4连接无线信号发射模块5，无线信号发射模块5发送信号给无线接收模块6，无线接收模块6连接空气净化器7。
[0017]本实用新型的实现步骤如下：传感器开始工作，激光传感器在激光照射在通过检测装置的颗粒物时会产生微弱的光散射的现象，且传感器在特定方向上产生的波形与颗粒物的直径有关，通过换算公式可以得到不同粒径的实时的数量浓度，从而将检测到的PM2.5浓度指数这一物理量转换为数字信号输出作为后续电路的触发电平。
[0018]单片机信号处理电路获得信号后，通过内部的程序对接收的信号进行分析，判断监测到的浓度是否达到设定值，若未达到设定值则返回继续监控，达到设定值则通过单片机发送信号控制无线发射模块(GSM模块)发送短信到指定用户终端，提醒用户选择开启空气净化器。
[0019]用户通过无线网络发送信号，由无线接收模块(WIFI模块）负责接收，WIFI模块将接收的信号进一步处理转换为电平信号发送至单片机，并由单片机控制继电器模块继而控制空气净化器开启，从而达到净化空气的目的。
[0020]系统根据以上的操作，能很好地对空气中的PM2.5浓度进行监控，同时发现超标后可以发短信通知用户选择开启空气净化器达到净化空气的目的。
[0021](1)ΡΜ2·5 检测方案；
[0022]主要采用PM2.5激光传感器SDS011，本激光传感器主要特性是在激光照射在通过检测装置的颗粒物时会产生微弱的光散射的现象，且传感器在特定方向上产生的波形与颗粒物的直径有关，通过换算公式可以得到不同粒径的实时的数量浓度，从而将检测到的PM2.5浓度指数这一物理量转换为数字信号输出作为后续电路的触发电平。该类传感器具有数据准确、响应快速、分辨率高的优点，其性能很好的满足了装置的要求。
[0023](2)信号处理方案；
[0024]输入信号分为传感器输出信号和用户终端通过无线网络发送的信号，传感器输出信号由传感器自带电路完成对微弱信号的多级放大、滤波、整形，从而获得一个电平信号。
[0025]用户终端通过无线网络发射的信号由S2W-M02串口WIFI模块接收，S2W-M02串口WIFI是一款超低功耗的UART-WIFI透传模块，专为移动设备和物联网应用设计，通过内置的TCP/IP协议可将用户的物理设备连接到WIFI无线网络上，进行互联网或局域网通信，实现联网功能。该模块主要用于接受用户通过无线网络发送的信号。
[0026](3)单片机信号处理方案：
[0027]单片机信号处理电路由STC51系列单片机及外围电路组成，该模块接收电平转换电路的触发信号，分析传感器输出的PM2.5浓度信号并控制空气净化器的开启与关闭，同时控制着GSM通信模块的工作。STC51系列单片机具有结构简单，使用方便，成本低廉，应用广泛，处理能力相对较强等优点，能够很好地满足该部分对信号的处理。
[0028](4)空气净化部分方案：
[0029]继电器模块与单片机信号处理电路及空气净化器相连，继电器模块接收到单片机模块的输出信号时进行工作，从而控制后继的空气净化器的工作。
[0030](5)GSM 通信方案：
[0031]GSM通信方案主要采用GSM模块TC35I-GSM(该模块可手动指定用户，在触发该模块时即可向指定用户发送SMS信息或者拨打用户电话），其具有发送SMS短信的功能。在GSM模块接收到服务中心的服务请求后，向指定用户发送PM2.5浓度超标的预警信息，提示用户开启空气净化器。该模块的作用是在当前环境下的PM2.5浓度达到设定值的情况下，向指定用户发送预警信息，完成实时监控PM2.5的功能。
【主权项】
1.一种基于51单片机的远程PM2.5空气检测净化装置，包括PM2.5浓度监控模块和空气净化模块，所述的PM2. 5浓度监控模块包括传感器、单片机处理电路和无线信号发射模块；所述的空气净化器模块包括无线接收模块和空气净化器;其特征在于:传感器连接单片机处理电路，单片机处理电路连接无线信号发射模块，无线信号发射模块发送信号给无线接收模块，无线接收模块连接空气净化器。2.根据权利要求1所述的一种基于51单片机的远程PM2.5空气检测净化装置，其特征在于:所述PM2.5浓度监测模块安装在待检测房间内。3.根据权利要求1所述的一种基于51单片机的远程PM2.5空气检测净化装置，其特征在于:所述传感器为PM2.5激光传感器SDS011。4.根据权利要求1所述的一种基于51单片机的远程PM2.5空气检测净化装置，其特征在于:所述单片机处理电路包括STC51系列单片机、液晶显示屏、电阻和电容。5.根据权利要求1所述的一种基于51单片机的远程PM2.5空气检测净化装置，其特征在于:所述无线信号发射模块为GSM模块TC35i。6.根据权利要求1所述的一种基于51单片机的远程PM2.5空气检测净化装置，其特征在于:所述空气净化模块安装在待检测房间内部。7.根据权利要求1所述的一种基于51单片机的远程PM2.5空气检测净化装置，其特征在于:所述无线信号接收模块由S2W-M02串口 WIFI模块及其外围电子器件组成。8.根据权利要求1所述的一种基于51单片机的远程PM2.5空气检测净化装置，其特征在于:所述空气净化模块运用离心增压电机、HEPA复合活性炭滤网材料制作而成。
【专利摘要】本实用新型公开了一种基于51单片机的远程PM2.5空气检测净化装置，包括PM2.5浓度监控模块和空气净化模块，所述的PM2.5浓度监控模块包括传感器、单片机处理电路和无线信号发射模块；所述的空气净化器模块包括无线接收模块和空气净化器；其特征在于：传感器连接单片机处理电路，单片机处理电路连接无线信号发射模块，无线信号发射模块发送信号给无线接收模块，无线接收模块连接空气净化器。本系统可以有效地检测空气中的PM2.5浓度，当其超过某一设定值系统则通过GSM模块通知用户，让用户选择是否开启空气净化器，以达到远程控制的目的。
【IPC分类】F24F11/02
【公开号】CN205156250
【申请号】CN201520855339
【发明人】任静波, 刘敏, 覃涛, 梅川, 张盟
【申请人】南昌航空大学
【公开日】2016年4月13日
【申请日】2015年10月29日