本发明属于环保行业智能电子仪器领域，具体涉及一种性价比较高的带移动电源功能的PM2.5检测仪。
背景技术：
随着人们生活质量水平的提高，人们对于自身健康的关注也不断提高。食品安全、水污染、大气污染等愈发引起人们的关注。在与人们息息相关的空气中，PM2.5无疑是当今人们最为关注的大气污染因素。与此同时，移动电源已经成为现代人们出行必不可少的随身用品。因此，如何开发出一种多功能便携设备，既能满足人们随身充电需求，又可以随时检测身边的PM2.5状况已经成为急需解决的技术问题。
技术实现要素：
为了解决上述的技术问题，本发明提供了一种既能满足人们随身充电需求，又可以随时检测身边的PM2.5状况的带移动电源功能的PM2.5检测仪。
本发明所采用的技术方案是：一种带移动电源功能的PM2.5检测仪，其特征在于：包括锂电池、充电控制电路、放电控制电路、电池保护电路、升压电路、微粒传感器电路、LCD显示电路、报警电路、按键电路和主控电路。所述的锂电池分别与充电控制电路、升压电路、放电控制电路、电池保护电路连接；所述的主控电路分别与充电控制电路、放电控制电路、升压电路、LCD显示电路、微粒传感器电路、报警电路、按键电路连接；所述的锂电池通过充电控制电路实现外接的DC5V/1A电源对其进行充电；所述的升压电路将锂电池电压升至5V，给电路板供电；所述的锂电池通过放电控制电路实现DC5V/1A的放电输出，对手机等移动设备进行充电；所述的电池保护电路对锂电池的充放电过程进行保护；所述的主控电路通过充电控制电路和放电控制电路实现对锂电池的充放电过程的控制；所述的微粒传感器电路将PM2.5浓度值转换为对应的电压信号，并将电压信号传送给主控电路的A/D转换模块进行模数转换，转换后的数据传送给所述主控电路处理，得出结果；所述的LCD显示电路将显示锂电池的充放电状态以及PM2.5的测量结果；当检测的PM2.5浓度值超过预设的报警值时，所述的主控电路控制所述的报警电路发出报警信号；所述的主控电路控制所述的按键电路切换移动电源模式和PM2.5检测模式。
作为优选，所述的充电控制电路其核心器件是充电管理芯片ME4057；主控MCU的PB2管脚与ME4057的STDBY管脚相连接，用来检测充电是否结束。PD7可以读取ME4057的VCC管脚的电压值，检测电池充电的状态。并且ME4057通过TEMP管脚连接热敏电阻用于过温保护的功能。
作为优选，所述的放电控制电路其核心器件是同步升压芯片G2116；由主控MCU的PB1管脚控制电路的开启与关闭。G2116收到开启命令后，由LX管脚发出1MHz的PWM波将电池电压通过电感放大到5V，再由VOUT管脚输出到负载，并有FB管脚做电压基准测量。收到关闭命令后，LX管脚停止发出1MHz的PWM波，VOUT管脚停止输出电压，G2116处于待机模式。
作为优选，所述的电池保护电路其核心器件是保护IC(DW01)和MOSFET(8205A)；当电芯电压在2.5V至4.2V之间时，DW01的第1管脚、第3管脚均输出高电平(等于供电电压)，第二脚电压为0V。此时DW01的第1管脚、第3管脚电压将分别加到8205A的第6、4管脚，8205A内的两个电子开关因其G极接到来自DW01的电压，故均处于导通状态，即两个电子开关均处于开状态。此时电芯的负极与保护板的GND端相当于直接连通，保护板有电压输出。
作为优选，所述的升压电路其核心器件是升压芯片NCP1450A将电池电压升压到5V给其它芯片供电。
作为优选，所述的微粒传感器电路其核心器件是微粒传感器GP2Y1010AU；GP2Y1010AU是一款光学微粒传感器，设计用来感应空气中的尘埃粒子，其内部对角安放着红外线发光二极管和光电晶体管，使得其能够探测到空气中尘埃反射光，即使非常细小的如烟草烟雾颗粒也能够被检测到。主控MCU的PC4管脚与GP2Y1010AU的LED管脚相连，从PC4输出PWM波，点亮传感器的红外线发光二极管，传感器把测量结果转化为电压信号输出。主控MCU通过PA3读入传感器输出的电压值之后，根据GP2Y1010AU给出的电压值与PM2.5浓度的函数，计数出PM2.5的浓度值。
作为优选，所述的LCD显示电路其核心器件是16脚接口的1602显示屏；主控MCU有多达61个双向I/O口，4个软件控制SCOM口1/2bias LCD驱动，可以独立完成LCD的驱动控制。
作为优选，所述的主控电路是协调各个电路正常工作的核心电路，其核心器件是单片机HT66F70A；
附图说明
图1：本发明实施例的电路原理图；
图2：本发明实施例的电池充电控制电路的电路图；
图3：本发明实施例的电池放电控制电路的电路图；
图4：本发明实施例的电池保护电路的电路图；
图5：本发明实施例的升压电路的电路图；
图6：本发明实施例的微粒传感器控制电路的电路图；
图7：本发明实施例的显示屏控制电路的电路图；
具体实施方式
为了便于本领域普通技术人员理解和实施本发明，下面结合附图及实施例对本发明作进一步详细描述，应当理解，此处所描述的实施示例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。
如图1所示，本实施例提供的一种带移动电源功能的PM2.5检测仪，包括锂电池、充电控制电路、放电控制电路、电池保护电路、升压电路、微粒传感器电路、LCD显示电路、报警电路、按键电路和主控电路。所述的锂电池分别与充电控制电路、升压电路、放电控制电路、电池保护电路连接；所述的主控电路分别与充电控制电路、放电控制电路、升压电路、LCD显示电路、微粒传感器电路、报警电路、按键电路连接；所述的锂电池通过充电控制电路实现外接的DC5V/1A电源对其进行充电；所述的升压电路将锂电池电压升至5V，给电路板供电；所述的锂电池通过放电控制电路实现DC5V/1A的放电输出，对手机等移动设备进行充电；所述的电池保护电路对锂电池的充放电过程进行保护；所述的主控电路通过充电控制电路和放电控制电路实现对锂电池的充放电过程的控制；所述的微粒传感器电路将PM2.5浓度值转换为对应的电压信号，并将电压信号传送给主控电路的A/D转换模块进行模数转换，转换后的数据传送给所述主控电路处理，得出结果；所述的LCD显示电路将显示锂电池的充放电状态以及PM2.5的测量结果；当检测的PM2.5浓度值超过预设的报警值时，所述的主控电路控制所述的报警电路发出报警信号；所述的主控电路控制所述的按键电路切换移动电源模式和PM2.5检测模式。
如图2所示，本实施例的电池充电控制电路其核心器件是ME4057。当系统模式位于移动电源模式时，将带移动电源功能的PM2.5检测仪连接至外部直流5V电源(USB供电或者外部电源)，将会进入到充电模式。4个LCD指示标志“■■■■”从左到右依次点亮，并依据剩余电量的多少保持前几个指示标志不闪烁，其他从左到右依次点亮，如此反复——例如，当前电量为总电量的51％，则前两个指示标志不闪烁，后两个指示标志从左到右依次点亮，当4个指示标志完全点亮之后，再次从第三个指示标志开始点亮。当电池充满时，4个LCD指示标志全亮。拔下外部电源，退出充电模式，LCD指示标志显示当前电池电量。
如图3所示，本实施例的电池放电控制电路其核心器件是同步升压芯片G2116。
由主控MCU的PB1管脚控制电路的开启与关闭。G2116收到开启命令后，由LX管脚发出1MHz的PWM波将电池电压通过电感放大到5V，再由VOUT管脚输出到负载，并有FB管脚做电压基准测量。收到关闭命令后，LX管脚停止发出1MHz的PWM波，VOUT管脚停止输出电压，G2116处于待机模式。当位于移动电源模式时，此时可以给PM2.5检测仪和外接移动设备充电。
如图4所示，本实施例的电池保护电路其核心器件是保护IC(DW01)和MOSFET(8205A)；该保护电路拥有过放保护，过充保护，过流保护，短路保护的功能。保护板正常工作过程：当电芯电压在2.5V至4.3V之间时，DW01的第1管脚、第3管脚均输出高电平(等于供电电压)，第二脚电压为0V。此时DW01的第1管脚、第3管脚电压将分别加到8205A的第6、4管脚，8205A内的两个电子开关因其G极接到来自DW01的电压，故均处于导通状态，即两个电子开关均处于开状态。此时电芯的负极与保护板的GND端相当于直接连通，保护板有电压输出。过放保护：当电芯通过外接的负载进行放电时，电芯的电压将慢慢降低，同时DW01内部将通过内置电阻实时监测电芯电压，当电芯电压下降到约2.3V时DW01将认为电芯电压已处于过放电电压状态，便立即断开第1管脚的输出电压，使第1管脚电压变为0V，8205A内的开关管因第6管脚无电压而关闭。此时电芯的BAT-与保护板的GND之间处于断开状态。即电芯的放电回路被切断，电芯将停止放电。过充保护：当电池通过充电器正常充电时，随着充电时间的增加，电芯的电压将越来越高，当电芯电压升高到4.4V时，DW01将认为电芯电压已处于过充电电压状态，便立即断开第3管脚的输出电压，使第3脚电压变为0V，8205A内的开关管因第4管脚无电压而关闭。此时电芯的BAT-与保护板的GND之间处于断开状态。即电芯的充电回路被切断，电芯将停止充电。
如图5所示，本实施例的升压电路其核心器件是升压芯片NCP1450A；采用该升压芯片是将电池电压升压到5V给MCU和其它芯片供电。外部锂电池正极接芯片的1脚，当检测到锂电池电压大于或等于0.9V时，该引脚被使能，芯片正常工作，输出稳定5V电压给MCU和其他芯片供电。输入输出引脚加滤波电容，用于去除信号干扰。
如图6所示，本实施例的微粒传感器控制电路其核心器件是GP2Y1010AU。其内部对角安放着红外线发光二极管和光电晶体管，使得其能够探测到空气中尘埃反射光，即使非常细小的如烟草烟雾颗粒也能够被检测到。主控MCU的PC4管脚与GP2Y1010AU的LED管脚相连，从PC4输出PWM波，点亮传感器的红外线发光二极管，传感器把测量结果转化为电压信号输出。主控MCU通过PA3读入传感器输出的电压值之后，根据GP2Y1010AU给出的电压值与PM2.5浓度的函数，计数出PM2.5的浓度值。其中R30、C22分别为150Ω电阻和220uF的电解电容。
如图7所示：本实施例的显示屏控制电路其核心器件是LCD1602液晶显示屏。
主控MCU有多达61个双向I/O口，4个软件控制SCOM口1/2bias LCD驱动，可以独立完成LCD的驱动控制。该显示屏主要用于移动电源充放电过程的状态显示、电量显示以及PM2.5的检测结果的显示。