Een PM2.5 en PM 10 detectorontwerp voor Windows 10 UWP-app

Over dit project

Inleiding

Luchtvervuiling is een grote uitdaging die niet voor alle landen over de hele wereld kan worden verwaarloosd. PM (fijnstof) 2.5 en PM 10 zijn de belangrijkste verontreinigende stoffen die een bedreiging vormen voor de menselijke gezondheid. In dit project is een PM 2.5 en PM 10 detector ontworpen voor Windows 10 Universal Platform, inclusief Windows 10 voor PC, Windows 10 voor Mobile en Windows 10 IoT Core. De applicatie die op het Windows 10-platform draait, is gevestigd op de UWP-tempel. Ten eerste is een SDS011 PM2.5 &PM10-sensor met Bluetooth-module HC-06 ontworpen om de realtime gegevens te krijgen en te verzenden via de Bluetooth-module. Ten tweede kan een Windows 10-apparaat met Bluetooth-module de gegevens ontvangen en presenteren op het aangesloten scherm.

Vereisten

In dit project wordt SDS011 gebruikt als PM 2.5 en PM 10 sensor. Het maakt gebruik van het principe van laserverstrooiing in de lucht, kan worden verkregen van 0,3 tot 10 micron zwevende deeltjesconcentratie en de gegevens zijn stabiel en betrouwbaar. de Bluetooth-communicatie wordt bereikt door HC-06, een goedkope, klein verpakte module. Voor Windows 10-apparaten, als u Surface Pro en Lumia 1520 gebruikt, hebt u geen Bluetooth-module nodig. Als u echter Raspberry Pi of MBM als Windows 10 IoT-apparaten gebruikt, hebt u een Bluetooth-dongle nodig. Raadpleeg onze MVP David Jones's Generic Serial Bluetooth met Win 10 IoT-Core RPI2 om de omgeving in te stellen.

Opmerking:het duurt 2-3 uur om aan de vereisten te voldoen als u Windows 10 en Visual Studio 2015 nog niet hebt geïnstalleerd, maar het grootste deel van die tijd onbeheerd is.

Wat je nodig hebt

Onderdelen:

1. SDS011 PM2.5 &PM10-sensor

2. HC-06 Bluetooth-module

3. Overbruggingsdraden mannelijk-mannelijk en mannelijk-vrouwelijk

4. Mini-breadboard

5. Lumia 1520 of ander apparaat dat compatibel is met Windows Phone 10

6. ORICO Bluetooth-module

7. Arduino Uno R3

8. Raspberry Pi 2

Projectinstructies

Stap 1:Sluit de HC-06-module aan op de SDS011-sensor

Tijd :5 minuten

Onderdelen :5v voeding, HC-06, SDS011, jumperdraden, mini-breadboard

Hulpprogramma's :Nvt

De originele output van SDS011 is TTL-USB, die niet geschikt is voor draadloze verbinding. We gebruiken HC-06 als Bluetooth-module voor gegevensoverdracht. Het is veel goedkoper dan de BlueSMiRF Silver-module van SparkFun. Verder gebruiken we 5V gelijkstroom om de detector van energie te voorzien.

Sluit eerst de Bluetooth-module aan op het breadboard om verbindingen gemakkelijker te maken. Om de module van stroom te voorzien, voert u een jumper uit van de 5V-voedingsrail van de Arduino naar de Vcc-pin van de module (u kunt natuurlijk een andere 5V-voeding gebruiken). En voer een mannelijk-mannelijke jumper uit van de GND-pin van de module naar een van de GND-pinnen op de Arduino. Om de seriële communicatie tot stand te brengen, sluit u een mannelijk-mannelijke jumper aan van de TX-pin van de Bluetooth-module naar de RX-pin van de SDS011 en een andere van de RX-pin van de module naar de TX-pin van de SDS011.

Stap 2:Bluetooth-module koppelen met Windows 10-apparaat

Tijd :5 minuten

Onderdelen :Bluetooth-module, Windows 10-apparaat, ORICO Bluetooth-module (optioneel)

Hulpprogramma's :Nvt

De Bluetooth-module voert het SPP-protocol (Serial Protocol over Bluetooth) uit. Dus elk apparaat dat SPP ondersteunt, kan er verbinding mee maken. Op een Windows 10-apparaat ziet dit eruit als een virtuele COM-poort. Zorg ervoor dat de module is ingeschakeld en klaar is om te koppelen voordat u verbinding maakt. De rode LED op de module geeft de status aan:knipperend betekent "klaar om te koppelen", terwijl constant branden betekent "gekoppeld".

Op Windows 10 voor pc navigeert u gewoon naar Instellingen->Apparaten->Bluetooth, opent u Bluetooth en wordt de module "HC-06" op het scherm weergegeven. Tik om het apparaat te koppelen en voer de koppelingscode van het apparaat in. Houd er rekening mee dat de standaard koppelingscode 1234 is en dat de standaard seriële poortsnelheid 9600 Baud is. Vervolgens wordt de Bluetooth-pagina als volgt weergegeven:

Ga voor Windows 10 voor mobiel naar Instellingen->Apparaten->Bluetooth en voer dezelfde stappen uit als beschreven in de bovenstaande sectie. En de pagina met het gekoppelde apparaat wordt als volgt weergegeven:

Voor Windows 10 IoT Core-apparaten, bijvoorbeeld Raspberry Pi 2, MBM en Dragon Board 410c, is het koppelingsproces heel anders. Ten eerste, voor Raspberry Pi 2 en MBM die geen ingebouwde Bluetooth-module hebben, moeten we een Bluetooth USB-dongle kopen en aansluiten. Raadpleeg de hardwarecompatibiliteitslijst en kies een geverifieerde Bluetooth USB-dongle.

In dit project kiezen we voor een ORICO BTA-403 module.

Als je dit project op Dragon Board 410c probeert, heb je geen Bluetooth-dongle nodig omdat Dragon Board 410c een ingebouwde Bluetooth-module heeft.

Steek de ORICO BTA-403 Bluetooth USB-dongle als volgt in de USB-interface van Raspberry Pi 2.

Zodra de ORICO BTA-403 Bluetooth USB-dongle is aangesloten, worden berichten weergegeven op het standaard app-scherm van het Windows 10 IoT Core-apparaat.

Voor Bluetooth-koppeling op een Windows 10 IoT Core-apparaat, raadpleegt u de pagina Een BLE-apparaat koppelen en GATT-attribuuttabeldumptool en volgt u "Stap 1 – Stap 6" beschreven in het gedeelte "De sensortag koppelen". Hier zouden we SSH moeten gebruiken om verbinding te maken met de Windows IoT Core en de opdrachtregeltool uit te voeren om het apparaat te configureren.

Opmerking:onthoud dat de BR-modus moet worden gekozen in het hoofdmenu. En de standaard koppelingscode is 1234.

Na succesvolle koppeling wordt de Bluetooth-pagina van het apparaat als volgt weergegeven:

Stap 3:Download en implementeer de code

Tijd :10 minuten

Onderdelen :Nvt

Hulpprogramma's :Nvt

Sluit eerst de 5v DC-voeding aan en laat de PM 2.5 en PM 10 met HC-06 werken. U krijgt de gegevens elke seconde.

Download ten tweede het project "GenericBluetoothSerialUWApp" van github. Gebruik Visual Studio 2015 met Update 1 om "GenericBluetoothSerialUWApp" te laden. Deze app is ontworpen met behulp van onze MVP David Jones's Generic Serial Bluetooth met Win 10 IoT-Core RPI2. Als u wilt dat deze UWP-app op pc wordt uitgevoerd, kiest u x86 of x64 met foutopsporing voor lokale apparaten. Als u wilt dat deze UWP-app op Windows 10 Mobile draait, kiest u ARM met apparaatfoutopsporing. Als u wilt dat deze UWP-app wordt uitgevoerd op een Windows 10 IoT-apparaat, bijvoorbeeld Raspberry Pi 2, zorg er dan voor dat u het punt "Remote Debugging" op uw apparaat instelt.

Nadat u de HC-06 met uw Windows 10-apparaat hebt gekoppeld, drukt u op F5 vanuit Visual Studio om de app Universal Windows Platform te starten. Dubbeltik op het "HC-06"-symbool, u vindt de ID- en naamweergave helemaal bovenaan de applicatie. Binnenkort kun je zien dat de status van de LED op HC-06 zal veranderen van knipperend naar constant. En de knop "Start Rev" is ingeschakeld zodra het communicatiekanaal van de Bluetooth-module tot stand is gebracht. Klik op Start Recv om gegevensontvangst in te schakelen. Vervolgens ziet u dat de knoppen Stop Recv en Start Process zijn ingeschakeld. Klik gewoon op de knop Proces starten om het algoritme voor gegevensverwerking uit te voeren.

U ziet de gegevens op PM2.5 en PM10 TextBlocks.

Schema's

In dit bestand staat de Sparkfun ZigBee-module voor PM2.5 sensor-SDS011. En de pinnen die we gebruiken zijn 5v, GND, Tx en Rx. PM25Detector.fzz