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5分钟搭建室内颗粒物测试系统-乐联网应用

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发表于 2012-11-18 11:12:00 | 显示全部楼层 |阅读模式
本帖最后由 laoliu1982 于 2012-11-18 12:27 编辑

前言:
参考内容是:
http://www.howmuchsnow.com/arduino/airquality/  (感谢@友善的蜜蜂)
http://www.geek-workshop.com/thread-297-1-1.html


硬件:
1 Arduino UNO(必须)约50RMB
2 W5100(可选)   约85RMB
3 PPD42NS(必须) 约70RMB




现在市面上有三种廉价颗粒传感器:
GP2Y1010AU0F(约40RMB),DSM501A(约30RMB),PPD42NS(约70RMB)
为什么选择PPD42NS?上面第一个连接用的是PPD42NS,第二个连接用的是DSM501A。DSM501A与PPD42NS原理完全一致,连引脚顺序也一致(模块引脚间距不一样而已)。但是实际我们用DSM501A测试,效果不是很好。用PPD测试,感觉和标定用的dolos设备一致性比较好。sharp的GP2Y1010AU0F 由于需要外接电阻电容,就没进行测试。

DYLOS 与 PPD42NS的数据对比 http://open.lewei50.com/home/gatewaystatus/69  选择“最近一周”看的比较明显。

平台:乐联网平台  open.lewei50.com

arduino:连线

PPD42NS Pin 1 => Arduino GND
PPD42NS Pin 3 => Arduino 5VDC
PPD42NS Pin 4 => Arduino Digital Pin 8

程序1 :通过W5100 上传

/*
  open.lewei50.com  sensor  clinet
*/

#include <SPI.h>
#include <Ethernet.h>

#define USERKEY         "xxxxxx8845829a4f348acb720ed3" // replace your key here


// assign a MAC address for the ethernet controller.
// Newer Ethernet shields have a MAC address printed on a sticker on the shield
// fill in your address here:
byte mac[] = {
  0xDE, 0xAD, 0xBE, 0xEF, 0xFE, 0xED};

// fill in an available IP address on your network here,
// for manual configuration:


// initialize the library instance:
EthernetClient client;

// if you don't want to use DNS (and reduce your sketch size)
// use the numeric IP instead of the name for the server:
//IPAddress server(216,52,233,121);      // numeric IP for api.cosm.com
char server[] = "open.lewei50.com";   // name address for cosm API

unsigned long lastConnectionTime = 0;          // last time you connected to the server, in milliseconds
boolean lastConnected = false;                 // state of the connection last time through the main loop
const unsigned long postingInterval = 30*1000; //delay between updates to cosm.com


int pin = 8;
unsigned long duration;
unsigned long starttime;
unsigned long sampletime_ms = 30000;
unsigned long lowpulseoccupancy = 0;
float ratio = 0;
float concentration = 0;

void setup() {

  // start serial port:
  Serial.begin(9600);
  pinMode(8,INPUT);
  starttime = millis();
  // start the Ethernet connection with DHCP:
  if (Ethernet.begin(mac) == 0) {
    Serial.println("Failed to configure Ethernet using DHCP");
    for(;;)
      ;
  }
  else {
    Serial.println("Ethernet configuration OK");
  }
   starttime = millis();
}

int x=0; //simulated sensor output
int sampling=1;
int transfering=0;
void loop() {
  // read the analog sensor:
  //int sensorReading = analogRead(A0);   

  // if there's incoming data from the net connection.
  // send it out the serial port.  This is for debugging
  // purposes only:
  if(1==sampling)
  {
    duration = pulseIn(pin, LOW);
    lowpulseoccupancy = lowpulseoccupancy+duration;

    if ((millis()-starttime) > sampletime_ms)
    {
      ratio = lowpulseoccupancy/(sampletime_ms*10.0);  // Integer percentage 0=>100
      concentration = 1.1*pow(ratio,3)-3.8*pow(ratio,2)+520*ratio+0.62; // using spec sheet curve
      //Serial.print(lowpulseoccupancy);
      // Serial.print(",");
      Serial.print(ratio);
      Serial.print(",");
      Serial.println(concentration);
      lowpulseoccupancy = 0;
      //initiate the http post
      sampling=0;
      transfering=1;
    }
  }
  // http post begin
if(1==transfering)
{
    if (client.available()) {
     char c = client.read();
     Serial.print(c);
   }

   // if there's no net connection, but there was one last time
   // through the loop, then stop the client:
   if (!client.connected() && lastConnected) {
     Serial.println();
     Serial.println("disconnecting.");
     client.stop();
     //initiate the PPDS testing
     transfering=0;
     sampling=1;
     starttime=millis();
     
   }

   // if you're not connected, and ten seconds have passed since
   // your last connection, then connect again and send data:
   if(!client.connected() && (millis() - lastConnectionTime > postingInterval)) {
     Serial.print("http post:");
     Serial.println(concentration);
     sendData(concentration);
   }
   // store the state of the connection for next time through
   // the loop:
   lastConnected = client.connected();
   //Serial.println(lastConnected);
     
}
  
}

// this method makes a HTTP connection to the server:
void sendData(int thisData) {
  // if there's a successful connection:
  if (client.connect(server, 80)) {
    Serial.println("connecting...");
    // send the HTTP PUT request:
    client.print("POST /api/V1/gateway/Updatesensors/01 "); // 01代表01网关,如果是02网关这里换成02
    client.println("HTTP/1.1");
        client.print("userkey: ");
    client.println(USERKEY);
    client.println("Host: open.lewei50.com ");



    client.print("Content-Length: ");

    // calculate the length of the sensor reading in bytes:
    // 8 bytes for "sensor1," + number of digits of the data:
    int thisLength = 24 + getLength(thisData);
    client.println(thisLength);

    // last pieces of the HTTP PUT request:
    //client.println("Content-Type: application/x-www-form-urlencoded");
    client.println("Connection: close");
    client.println();

    // here's the actual content of the PUT request:
// 这里的用p1,是因为用户在系统里面已经添加了一个传感器缩写叫p1的传感器 (在01网关下面)

    client.print("[{\"Name\":\"p1\",\"Value\":");     
    client.print(thisData);
    client.println("}]");
  
  }
  else {
    // if you couldn't make a connection:
    Serial.println("connection failed");
    Serial.println();
    Serial.println("disconnecting.");
    client.stop();
  }
   // note the time that the connection was made or attempted:
  lastConnectionTime = millis();
}


// This method calculates the number of digits in the
// sensor reading.  Since each digit of the ASCII decimal
// representation is a byte, the number of digits equals
// the number of bytes:

int getLength(int someValue) {
  // there's at least one byte:
  int digits = 1;
  // continually divide the value by ten,
  // adding one to the digit count for each
  // time you divide, until you're at 0:
  int dividend = someValue /10;
  while (dividend > 0) {
    dividend = dividend /10;
    digits++;
  }
  // return the number of digits:
  return digits;
}


程序2:通过串口打印到电脑,电脑通过乐联网转发软件 上传。

int pin = 8;
unsigned long duration;
unsigned long starttime;
unsigned long sampletime_ms = 30000;
unsigned long lowpulseoccupancy = 0;
float ratio = 0;
float concentration = 0;

void setup() {
  Serial.begin(9600);
  pinMode(8,INPUT);
  starttime = millis();
}

void loop() {
  duration = pulseIn(pin, LOW);
  lowpulseoccupancy = lowpulseoccupancy+duration;

  if ((millis()-starttime) > sampletime_ms)
  {
    ratio = lowpulseoccupancy/(sampletime_ms*10.0);  // Integer percentage 0=>100
    concentration = 1.1*pow(ratio,3)-3.8*pow(ratio,2)+520*ratio+0.62; // using spec sheet curve
    //Serial.print(lowpulseoccupancy);
    // Serial.print(",");
    Serial.print(ratio);
    Serial.print(",");
    Serial.println(concentration);
    lowpulseoccupancy = 0;
    starttime = millis();
  }
}


串口打印的数据通过“乐联网转发软件” 就可以完成数据的上传

乐联网转发软件

乐联网平台使用设置:

乐联网采用
用户-网关(具备地理属性)-传感器三级架构
每个用户可以有多个网关,每个网关可以带多个传感器。可以分别设置网关是否公开,传感器是否公开。首页的地图只显示公开的网关,点进去就可以看到该网关下面公开的传感器。

系统具体使用方法:http://open.lewei50.com/home/news/69



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发表于 2012-11-18 12:26:03 | 显示全部楼层
学习学习,交流一下
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发表于 2012-11-18 21:13:18 | 显示全部楼层
还有dolos,羡慕~~~~楼主厉害
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 楼主| 发表于 2012-11-18 22:11:10 | 显示全部楼层
ewx_boy 发表于 2012-11-18 21:13
还有dolos,羡慕~~~~楼主厉害

正经300多刀呢。
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发表于 2012-11-19 10:42:39 | 显示全部楼层
颗粒物也来 了

这下高端了
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发表于 2012-11-19 10:43:15 | 显示全部楼层
颗粒物也来 了

这下高端了
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 楼主| 发表于 2012-11-19 18:17:01 | 显示全部楼层


总的来看PPD与dylos的一致性还是不错的,呆在北京有一个好处就是可以经历大范围的颗粒物浓度变化,完全免费就可以看到粗糙的标定结果。

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发表于 2012-11-19 19:43:32 | 显示全部楼层
laoliu1982 发表于 2012-11-19 18:17
总的来看PPD与dylos的一致性还是不错的,呆在北京有一个好处就是可以经历大范围的颗粒物浓度变化,完全 ...

看这个精度还不错ing
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 楼主| 发表于 2012-12-21 21:09:09 | 显示全部楼层
从我们办公室这一个月测试的结果来看,北京空气质量真不是盖的。下面是一个月内/一周内 我们办公室测得的颗粒物含量。

采用的设备是dylos 设备。蓝色的是dylos测试数据在0-3000的比例(3000的定义是very poor)红色是大于3000的比例。尤其是最近一个星期,只有5%的时间,在very poor以下。







说明:测试数据仅代表我们办公室的情况,不代表室外空气质量。

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发表于 2013-2-12 14:27:33 | 显示全部楼层
DSM501A的效果能有多差?PPD的价格确实太贵了
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发表于 2013-2-23 22:35:03 | 显示全部楼层
鄙视LZ不理不睬不交流的行为,发消息也不回。忍心买了一个DSM501a,等了好几天终于到了,发现它的有效量程是2500到12500pcs之间,PPD42NS有效量程是0到8000pcs,我在北京的宿舍里测到的值在3000--10000pcs之间,用dsm也是可以的,如果室内空气比较干净的话(数浓度经常低于2500pcs),应该用ppd。另外传感器放的位置也是有讲究的,应该把有加热电阻的一段放在下方,出气孔朝上,不然侧得的数据不准,传感器周围的空气应该没有明显的流动
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发表于 2013-2-23 22:40:31 | 显示全部楼层
我用的是LZ的程度,但是我感觉这个程序有问题,测量时间没有精确控制到30000毫秒,因为要等最后一个低电平结束。这样测量值应该是偏大的,而且有可能误差很多,下个月有钱了再试一下ppd
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发表于 2013-2-23 22:50:20 | 显示全部楼层
低电平占空比会误差百分之零点几,修改的程序如下:
  1. int pin = 8;
  2. unsigned long duration;
  3. unsigned long starttime;
  4. unsigned long endtime;
  5. unsigned long sampletime_ms = 30000;
  6. unsigned long lowpulseoccupancy = 0;
  7. float ratio = 0;
  8. float concentration = 0;

  9. void setup() {
  10.   Serial.begin(9600);
  11.   pinMode(8,INPUT);
  12.   starttime = millis();
  13. }

  14. void loop() {
  15.   duration = pulseIn(pin, LOW);
  16.   lowpulseoccupancy += duration;
  17.   endtime = millis();
  18.   if ((endtime-starttime) > sampletime_ms)
  19.   {
  20.     ratio = (lowpulseoccupancy-endtime+starttime + sampletime_ms)/(sampletime_ms*10.0);  // Integer percentage 0=>100
  21.     concentration = 1.1*pow(ratio,3)-3.8*pow(ratio,2)+520*ratio+0.62; // using spec sheet curve
  22.     //Serial.print(lowpulseoccupancy);
  23.     // Serial.print(",");
  24.     Serial.print(ratio);
  25.     Serial.print(",");
  26.     Serial.println(concentration);
  27.     Serial.println(endtime-starttime);
  28.     lowpulseoccupancy = 0;
  29.     starttime = millis();
  30.   }
  31. }
复制代码
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 楼主| 发表于 2013-2-24 10:51:44 | 显示全部楼层
蓝色星空 发表于 2013-2-23 22:50
低电平占空比会误差百分之零点几,修改的程序如下:

貌似网站消息多了,没有提醒,刚发现有几条消息没看

给你提个意见,最好别问问题不回就抱怨,谁都没有义务必须要回复谁的问题。

程序是老外写的,我就是改了一下发到乐联网的平台上了。同样方式比较DSM和PPD,发现PPD多次平均以后还可以,DSM跳动太大没找到规律,也没仔细研究过。如果修改程序可以降低百分之零点几的跳动也挺好的。

ppd长时间测试的结果:我晚上给你发一个子账户,你可以登上去看,有大概春节一周的数据。比较两个ppd的传感器,竖着放的。



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发表于 2013-3-9 13:58:49 | 显示全部楼层
laoliu1982 发表于 2013-2-24 10:51
貌似网站消息多了,没有提醒,刚发现有几条消息没看

给你提个意见,最好别问问题不回就抱怨,谁都没有 ...

抱歉,之前在考虑买哪一个传感器,但是找不到对比资料,你这里一句话带过但是没给出对比的数据,所以比较急。DSM确实会有较大跳动,但看到你帖子里的ppd的跳动也比较大。没有用过ppd,所以也不知道ppd能好多少。我用dsm 10次测量取平均跳动也不是很大,上下10%吧。您的数据在哪里?
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