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pcDuino帮你测PM2.5

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发表于 2013-12-20 13:32:42 | 显示全部楼层 |阅读模式

时下,PM2.5可以说是最为热门的词语之一。入冬以来,大面积雾霾天气袭击我国,北方及华东等25省市持续雾霾天气。本帖将带你如何在pcDuino上使用Dust Sensor,检测你生活环境的空气质量如何。

什么是PM2.5,什么是灰霾,他们的联系是什么?

PM是英文particulate matter的缩写,意为颗粒物,气象上称为气溶胶粒子。而PM2.5就是指单位体积的空气中,等效直径小于2.5微米的气溶胶粒子的总质量,一般常用的单位是微克每立方米。人的头发的直径一般是80微米左右,2.5微米大约是头发直径的三十分之一,这是人的肉眼根本无法看见的。在世界气象组织(WMO)的《地面观测规范》中,“haze”是其中一种天气现象,是指空气中的灰尘、硫酸盐、硝酸盐、有机碳氢化合物等气溶胶粒子造成对光线的衰减作用,使水平能见度小于 10 km。对于“haze”一词的中文翻译,香港译作“烟霞”,内地译作“霾”或“灰霾”。其实灰霾这个词还是比较形象的,就是指灰蒙蒙的天。灰霾出现时,在视野开阔的地方沿着地平线向远处望去,可以看到远处被一层烟雾笼罩着。当灰霾比较严重时,城市看起来就是雾蒙蒙的,而实际上那又不是雾。由于灰霾(能见度的降低)与单位空气体积内细小颗粒物的数量关系更为密切,所以PM2.5与灰霾有着密切的联系。知道了它们的含义,那么答案就显而易见了:PM2.5就是造成灰霾天气的“真凶”!

PM2.5究竟从何而来?灰霾如何形成?

PM2.5来源广泛、成因复杂,主要为人为排放,包括燃煤、烧秸秆、烧烤、机动车出行、餐饮油烟、建筑施工扬尘、喷涂喷漆装修等,都会为增加PM2.5作“贡献”,一些排放出的气体发生化学反应也会转化成PM2.5。PM2.5还有自然来源,包括风扬尘土、火山灰、森林火灾等。气象条件是灰霾形成的最重要的自然因素,当大气扩散条件较差时,就容易形成灰霾。在秋冬季,当冷空气活动偏弱,风速小,明显的逆温层使低空大气的垂直运动受限,导致大气污染物被阻滞在低空和近地面,就很容易出现灰霾天气。在春季,当“回南天”出现时,由于空气湿度加大,大气颗粒物吸收水分后粒径明显增大,造成能见度大幅下降,灰霾天气时有发生。

灰霾天气有什么危害?

灰霾最直接的影响就是使能见度下降,不仅影响交通运输,还严重影响城市环境。一个经常被阴霾笼罩和尘土飞扬城市是不会被人们喜欢的。灰霾与人的关系最密切的影响就是危害人体健康。权威的研究表面,PM2.5的浓度与呼吸道疾病、心血管疾病、癌症特别是肺癌的发病率以及死亡率均有着显著相关关系。在PM2.5面前,人体的两大屏障:血气屏障和血脑屏障形同虚设。PM2.5可以轻易进入人的肺部,引发呼吸道疾病。而一些更小的气溶胶粒子则可以进入人的肺泡,然后进入血液,破坏血管内壁,造成心血管疾病。而PM2.5中的致癌成分,比如重金属镍等,进入人体后,会提高人患癌症的风险。除了影响能见度和人体健康以外,灰霾还能影响地球的辐射平衡,影响气候变化,引起极端天气的增多。有研究表明,灰霾天气增多,会造成降水的强度增大和雷电出现的频率增加,增大暴雨和雷电对人们的生命财产造成的损失。

如何应对雾霾天气?

国家和政府已经下了决心去大力改善空气质量。作为普通老百姓,我们也可以采取一定措施来降低PM2.5的危害。一天当中PM2.5的最高浓度一般出现在凌晨到上午10时以前。所以当灰霾天气出现时,最好在下午锻炼身体而不是早晨。出现灰霾天气时,最好取消或者减少户外体育活动。当出现严重灰霾时,5岁以下儿童和有慢性呼吸道和心血管疾病的老人应该戴上口罩。这里需要强调的是,采用的口罩必须是高标准的工业口罩,因为即使是最高标准的口罩也只能够过滤一部分PM2.5,而一般的医用口罩基本没有用。我们每一个人都可以从自身做起,比如尽量采取公共交通方式、节约用电等低碳的生活方式,减少空气污染物的排放,为净化周围的空气作出贡献。
Dust_sensor的介绍
untitled2.bmp
主要特点:
1、PWM方式输出;
2、结构紧凑,重量轻;
3、容易安装;
4、单电源供电;
5、价格低。

主要应用:
1、空气净化器和空气清新机;
2、空气质量监控仪;
3、空调等相关产品。

主要参数:
1、光学原理,能够探测1微米以上的粉尘粒子;
2、两种输出模式,解决不同灵敏度使用要求,洁净环境Vout输出高电平信号(4V);
3、5VDC供电;
4、探测粒子范围:最大到8000pcs/283ml(1um以上粒子);

附件:Dust_sensor
硬件准备:

(1)pcDuino

(2)Dust Sensor

(3)公-母杜邦线

接线图:

Dust Sensor Pin 1  => pcDuino GND

Dust Sensor Pin 3  => pcDuino 5V

Dust Sensor Pin 4  => pcDuino D8





运行代码:(注意使用前需要预热3分钟左右)

(1)打开pcDuino上的arduino IDE,输入测试代码:



(2)下载运行:


/************************************/
/* Dust Sensor Pin 1 => pcDuino GND */
/* Dust Sensor Pin 3 => pcDuino 5V */
/* Dust Sensor Pin 4 => pcDuino D8 */
/************************************/

int pin = 8;
unsigned long duration;
unsigned long starttime;
unsigned long sampletime_ms = 30000;//sampe 30s ;
unsigned long lowpulseoccupancy = 0;
float ratio = 0;
float concentration = 0;

void setup()
{
pinMode(pin,INPUT);
starttime = millis();//get the current time;
}

void loop()
{
    duration = pulseIn(pin,LOW,1000000);
    lowpulseoccupancy += duration;

   if ((millis()-starttime) > sampletime_ms)//if the sampel time == 30s
  {
      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
     printf(“lowpulseoccupancy: %ld \nratio: %f \nconcentration:          %f\n\n”,lowpulseoccupancy,ratio,concentration);
lowpulseoccupancy = 0;
starttime = millis();
  }
}
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