Ontwerp een PM2.5 & PM10 Luchtkwaliteit Detector App voor Windows 10 UWP

Onderdelen en Benodigdheden

Apps en Online Services

• Microsoft Windows 10 IoT Core

Over dit Project

Inleiding

Luchtverontreiniging is een grote uitdaging voor alle landen. PM2.5 en PM10 zijn de belangrijkste schadelijke stoffen die de gezondheid bedreigen. In dit project ontwerpen we een PM2.5 en PM10 detector voor het Windows 10 Universal Platform, inclusief Windows 10 voor PC, Mobile en IoT Core. De applicatie draait op de UWP-template.

Eerst wordt een SDS011 sensor met HC-06 Bluetooth-module ontworpen om real-time data te verzamelen en via Bluetooth te versturen. Vervolgens ontvangt een Windows 10 apparaat met Bluetooth de data en toont deze op het scherm.

Vereisten

De SDS011 sensor gebruikt laserverstrooiing in de lucht om de concentratie van opgeschorte deeltjes van 0,3 tot 10 micron te meten. De data is stabiel en betrouwbaar. Bluetooth-communicatie wordt afgehandeld door de HC-06, een goedkope, compacte module.

Als je een Surface Pro of Lumia 1520 gebruikt, heb je geen extra Bluetooth-module nodig. Voor Raspberry Pi of MBM als Windows 10 IoT-apparaat heb je wel een Bluetooth-dongle nodig. Raadpleeg de handleiding van MVP David Jones voor het instellen van de omgeving.

Let op: Het duurt 2-3 uur om de vereisten te voltooien als je nog geen Windows 10 en Visual Studio 2015 hebt geïnstalleerd, maar het grootste deel van die tijd is onbegeleid.

Wat Je Nodig Hebt

Onderdelen:

1. SDS011 PM2.5 & PM10 sensor
2. HC-06 Bluetooth module
3. Man-man en man-vrouw jumper wires
4. Mini-breadboard
5. Lumia 1520 of ander Windows 10 Mobile compatibel apparaat
6. ORICO Bluetooth module
7. Arduino Uno R3
8. Raspberry Pi 2

Project Instructies

Stap 1: HC-06 Module Aansluiten op SDS011 Sensor

Tijd: 5 minuten

Onderdelen: 5V voeding, HC-06, SDS011, jumper wires, mini-breadboard

De originele uitgang van de SDS011 is TTL-USB, ongeschikt voor draadloze verbinding. We gebruiken de HC-06 als Bluetooth-module voor data-overdracht. Het is veel goedkoper dan de BlueSMiRF Silver van SparkFun. We gebruiken 5V DC voor energie.

Plaats de Bluetooth-module op het breadboard. Voed de module: jumper van Arduino 5V naar VCC van de module, en van GND naar GND. Voor seriële communicatie: TX van Bluetooth naar RX van SDS011, en RX van Bluetooth naar TX van SDS011.

Stap 2: Bluetooth Module Koppelen met Windows 10 Apparaat

Tijd: 5 minuten

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

De HC-06 draait het SPP-protocol (Serial Port Profile). Elk apparaat dat SPP ondersteunt kan ermee verbinden. Op Windows 10 ziet dit eruit als een virtuele COM-poort.

Zorg dat de module gevoed is en klaar om te koppelen. De rode LED knippert = "klaar om te koppelen", brandt constant = "gekoppeld".

Windows 10 PC: Ga naar Instellingen → Apparaten → Bluetooth, schakel Bluetooth in, klik op "HC-06" om te koppelen, voer de code in (standaard 1234). Standaard seriële poortsnelheid is 9600 Baud.

Windows 10 Mobile: Zelfde stappen via Instellingen → Apparaten → Bluetooth.

Windows 10 IoT Core (bijv. Raspberry Pi 2): Anders proces. Voor Pi 2 en MBM zonder on-board Bluetooth: koop een geverifieerde Bluetooth USB-dongle (bijv. ORICO BTA-403). Dragon Board 410c heeft on-board Bluetooth.

Na het insteken toont het standaard app-scherm berichten. Voor koppeling op IoT Core: raadpleeg "Pairing a BLE Device and GATT Attribute Table Dump Tool" en volg stappen 1-6 uit "Pairing the Sensortag". Gebruik SSH om verbinding te maken en commandline-tools uit te voeren.

Let op: Kies BR-modus in het hoofdmenu. Standaard koppelcode is 1234.

Na succesvolle koppeling:

Stap 3: Code Downloaden en Deployen

Tijd: 10 minuten

Sluit de 5V DC voeding aan en laat de PM2.5/PM10 met HC-06 werken. Je ontvangt elke seconde data.

Download het "GenericBluetoothSerialUWApp" project van GitHub. Laad het in Visual Studio 2015 met Update 1. Kies het juiste platform: x86/x64 voor PC, ARM voor Mobile, Remote Debugging voor IoT-apparaat (bijv. Pi 2).

Na koppeling van HC-06, druk F5 in Visual Studio om de UWP-app te starten. Dubbelklik op "HC-06" symbool, ID en Naam verschijnen bovenaan. De LED op HC-06 verandert van knipperen naar constant branden. De "Start Rev" knop wordt actief zodra het communicatiekanaal tot stand is. Klik op "Start Recv" voor data-ontvangst. Vervolgens worden "Stop Recv" en "Start Process" actief. Klik "Start Process" om het Data Process algoritme te draaien.

Je ziet nu de data in de PM2.5 en PM10 TextBlocks.

Code

PM25Detector

Windows 10 UWP App: https://github.com/shijiong/PM25Detector

Schema's

In dit bestand staat de SparkFun ZigBee module voor de PM2.5 sensor SDS011. De gebruikte pinnen zijn 5V, GND, TX en RX.

PM25Detector.fzz