适用于 Windows 10 UWP 应用的 PM2.5 和 PM 10 检测器设计

应用和在线服务

Microsoft Windows 10 IoT Core

关于这个项目

简介

空气污染是世界各国不容忽视的巨大挑战。 PM（颗粒物）2.5和PM 10是威胁人类健康的主要污染物。在该项目中，PM 2.5 和 PM 10 检测器专为 Windows 10 通用平台设计，包括 Windows 10 for PC、Windows 10 for Mobile 和 Windows 10 IoT Core。在Windows 10平台上运行的应用程序建立在UWP Temple上。首先，设计了一个带有蓝牙模块HC-06的SDS011 PM2.5 &PM10传感器，用于获取实时数据并通过蓝牙模块传输。其次，带有蓝牙模块的Windows 10设备可以接收数据并将其显示在连接的屏幕上。

先决条件

在该项目中，SDS011 用作 PM 2.5 和 PM 10 传感器。它利用激光在空气中散射的原理，可以获得0.3到10微米的悬浮颗粒物浓度，数据稳定可靠。蓝牙通信是通过HC-06 实现的，它是一种廉价的小封装模块。对于 Windows 10 设备，如果您使用 Surface Pro 和 Lumia 1520，则不需要蓝牙模块。但是，如果您使用 Raspberry Pi 或 MBM 作为 Windows 10 IoT 设备，则需要蓝牙加密狗。请参阅我们的 MVP David Jones 的 Generic Serial Bluetooth with Win 10 IoT-Core RPI2 来设置环境。

注意：如果您尚未安装 Windows 10 和 Visual Studio 2015，则需要 2-3 小时才能完成先决条件，但大部分时间无人值守。

你需要什么

零件：

1. SDS011 PM2.5 &PM10 传感器

2. HC-06蓝牙模块

3. 公-公、公-母跳线

4. 迷你面包板

5. Lumia 1520 或其他兼容 Windows Phone 10 的设备

6. ORICO蓝牙模块

7. Arduino Uno R3

8. 树莓派 2

项目说明

步骤 1：将 HC-06 模块连接到 SDS011 传感器

时间 ：5分钟

零件 ：5v电源，HC-06，SDS011，跳线，迷你面包板

工具 :不适用

SDS011的原始输出是TTL-USB，不适合无线连接。我们使用 HC-06 作为蓝牙模块进行数据传输。它比 SparkFun 的 BlueSMiRF Silver 模块便宜得多。此外，我们使用5V直流电源为探测器提供能量。

首先，将蓝牙模块插入面包板，使连接更容易。要为模块供电，请在 Arduino 的 5V 电源轨和模块的 Vcc 引脚之间运行跳线（当然，您可以使用其他 5V 电源）。并在模块的 GND 引脚和 Arduino 上的任何 GND 引脚之间运行一个公-公跳线。要建立串行通信，将一个公头跳线从蓝牙模块的 TX 引脚连接到 SDS011 的 RX 引脚，将另一个从模块的 RX 引脚连接到 SDS011 的 TX 引脚。

第 2 步：将蓝牙模块与 Windows 10 设备配对

时间 ：5分钟

零件 ：蓝牙模块，Windows 10设备，ORICO蓝牙模块（可选）

工具 :不适用

蓝牙模块运行 SPP（蓝牙串行协议）协议。所以任何支持 SPP 的设备都可以连接到它。在 Windows 10 设备上，这看起来像一个虚拟 COM 端口。在连接之前，请确保模块已通电并准备好配对。模块上的红色 LED 指示状态：闪烁表示“准备配对”，而常亮表示“配对”。

在 Windows 10 for PC 上，只需导航到设置->设备->蓝牙，打开蓝牙，然后屏幕上就会显示“HC-06”模块。点击 配对设备，然后输入设备的配对码。请记住，默认配对码是 1234，默认串口速度是 9600 波特。然后，蓝牙页面显示如下：

对于 Windows 10 移动版，导航到设置->设备->蓝牙，并执行上一节中描述的相同步骤。配对设备页面如下所示：

对于 Windows 10 IoT Core 设备，例如 Raspberry Pi 2、MBM 和 Dragon Board 410c，配对过程有很大不同。首先，对于没有板载蓝牙模块的Raspberry Pi 2和MBM，我们应该购买蓝牙USB加密狗并插入。只需参考硬件兼容性列表并选择经过验证的蓝牙USB加密狗即可。

本项目选用ORICO BTA-403模块。

如果你在 Dragon Board 410c 上尝试这个项目，那么你不需要蓝牙适配器，因为 Dragon Board 410c 有一个板载蓝牙模块。

将ORICO BTA-403蓝牙USB dongle插入树莓派2的USB接口如下。

插入 ORICO BTA-403 蓝牙 USB 加密狗后，它将在 Windows 10 IoT Core 设备的默认应用屏幕上显示消息。

对于 Windows 10 IoT Core 设备上的蓝牙配对，请参阅配对 BLE 设备和 GATT 属性表转储工具页面并按照“配对 Sensortag”部分中描述的“步骤 1 - 步骤 6”进行操作。这里我们应该使用 SSH 连接到 Windows IoT Core 并运行命令行工具来配置设备。

注意：请记住，应在主菜单上选择 BR 模式。并且默认配对码是1234。

配对成功后，设备蓝牙页面如下图所示：

第 3 步：下载和部署代码

时间 ：10分钟

零件 :不适用

工具 :不适用

首先，插入5v DC电源，使带有HC-06的PM 2.5和PM 10工作。您将每 1 秒获取一次数据。

其次，从github下载“GenericBluetoothSerialUWApp”项目。使用带有更新 1 的 Visual Studio 2015 加载“GenericBluetoothSerialUWApp”。这个应用程序是在我们的 MVP David Jones 的通用串行蓝牙与 Win 10 IoT-Core RPI2 的帮助下设计的。如果您希望此 UWP 应用在 PC 上运行，请选择带有本地设备调试的 x86 或 x64。如果您希望此 UWP 应用在 Windows 10 Mobile 上运行，请选择 ARM with Device debugging。如果您希望此 UWP 应用在 Windows 10 IoT 设备（例如 Raspberry Pi 2）上运行，请确保将“远程调试”点设置为您的设备。

将 HC-06 与您的 Windows 10 设备配对后，在 Visual Studio 中按 F5 以启动通用 Windows 平台应用程序。双击“HC-06”符号，您会在应用程序的最顶部找到 Id 和 Name 显示。很快，您可以看到 HC-06 上的 LED 状态将从闪烁变为稳定。并且一旦蓝牙模块的通信通道建立，“Start Rev”按钮被启用。单击“开始接收”以启用数据接收。然后你会看到停止接收和启动进程按钮被启用。只需单击“开始处理”按钮即可运行数据处理算法。

您将看到 PM2.5 和 PM10 文本块上的数据。

代码

PM25探测器

示意图