Дизайн детектора PM2.5 и PM 10 для приложения Windows 10 UWP

Приложения и онлайн-сервисы

Microsoft Windows 10 IoT Core

Об этом проекте

Введение

Загрязнение воздуха - это серьезная проблема, которой нельзя игнорировать все страны мира. ТЧ (твердые частицы) 2,5 и ТЧ 10 являются основными загрязнителями, представляющими угрозу для здоровья человека. В этом проекте детектор PM 2.5 и PM 10 разработан для универсальной платформы Windows 10, включая Windows 10 для ПК, Windows 10 для мобильных устройств и Windows 10 IoT Core. Приложение, работающее на платформе Windows 10, установлено на храме UWP. Во-первых, датчик SDS011 PM2.5 и PM10 с модулем Bluetooth HC-06 предназначен для получения данных в реальном времени и передачи через модуль Bluetooth. Во-вторых, устройство Windows 10 с модулем Bluetooth может получать данные и отображать их на подключенном экране.

Предварительные требования

В этом проекте SDS011 используется в качестве датчика PM 2.5 и PM 10. Он использует принцип лазерного рассеяния в воздухе, может быть получен от 0,3 до 10 микрон концентрации взвешенных твердых частиц, а данные являются стабильными и надежными. Связь по Bluetooth обеспечивается HC-06, дешевым компактным модулем. Для устройства с Windows 10, если вы используете Surface Pro и Lumia 1520, вам не понадобится модуль Bluetooth. Однако, если вы используете Raspberry Pi или MBM в качестве устройств Windows 10 IoT, вам понадобится ключ Bluetooth. Обратитесь к нашему MVP Дэвида Джонса Generic Serial Bluetooth с Win 10 IoT-Core RPI2, чтобы настроить среду.

Примечание. Выполнение предварительных требований займет 2–3 часа, если у вас еще не установлены Windows 10 и Visual Studio 2015, но в большинстве случаев это происходит без присмотра.

Что вам понадобится

Детали:

1. Датчик PM2,5 и PM10 SDS011

2. Модуль Bluetooth HC-06

3. Перемычки «папа-папа» и «папа-мама»

4. Мини-макет

5. Lumia 1520 или другое устройство, совместимое с Windows Phone 10

6. Bluetooth-модуль ORICO

7. Arduino Uno R3

8. Raspberry Pi 2

Инструкции по проекту

Шаг 1. Подключите модуль HC-06 к датчику SDS011

Время :5 минут

Детали :Блок питания 5в, HC-06, SDS011, перемычки, мини-макет

Инструменты :Нет

Исходный выход SDS011 - TTL-USB, который не подходит для беспроводного подключения. Мы используем HC-06 как модуль Bluetooth для передачи данных. Он намного дешевле модуля BlueSMiRF Silver от SparkFun. Кроме того, мы используем питание 5 В постоянного тока для подачи энергии на детектор.

Прежде всего, подключите модуль Bluetooth к макетной плате, чтобы упростить подключение. Для питания модуля подключите перемычку от шины питания 5 В Arduino к выводу Vcc модуля (конечно, вы можете использовать другой источник питания 5 В). И подключите перемычку «папа-папа» от контакта GND модуля к любому из контактов GND на Arduino. Чтобы установить последовательную связь, подключите перемычку «папа-вилка» от контакта TX модуля Bluetooth к контакту RX SDS011, а другую - между контактом RX модуля и контакту TX SDS011.

Шаг 2. Сопряжение модуля Bluetooth с устройством Windows 10

Время :5 минут

Детали :Модуль Bluetooth, устройство Windows 10, модуль ORICO Bluetooth (опционально)

Инструменты :Нет

Модуль Bluetooth работает по протоколу SPP (последовательный протокол через Bluetooth). Так что к нему может подключиться любое устройство, поддерживающее SPP. На устройстве с Windows 10 это выглядит как виртуальный COM-порт. Перед подключением убедитесь, что модуль включен и готов к сопряжению. Красный светодиод на модуле указывает состояние:мигание означает «готово к сопряжению», постоянное свечение означает «сопряжение».

В Windows 10 для ПК просто перейдите в Настройки-> Устройства-> Bluetooth, откройте Bluetooth, и на экране отобразится модуль «HC-06». Коснитесь, чтобы выполнить сопряжение устройства, и введите код сопряжения устройства. Помните, что код сопряжения по умолчанию - 1234, а скорость последовательного порта по умолчанию - 9600 бод. Затем страница Bluetooth отображается следующим образом:

В Windows 10 для мобильных устройств перейдите в Настройки-> Устройства-> Bluetooth и выполните те же действия, которые описаны в предыдущем разделе. Страница сопряженного устройства отображается следующим образом:

Для устройства Windows 10 IoT Core, например Raspberry Pi 2, MBM и Dragon Board 410c, процесс сопряжения сильно отличается. Во-первых, для Raspberry Pi 2 и MBM, у которых нет встроенного модуля Bluetooth, мы должны купить USB-ключ Bluetooth и подключить его. Просто обратитесь к списку совместимого оборудования и выберите проверенный USB-ключ Bluetooth.

В этом проекте мы выбрали модуль ORICO BTA-403.

Если вы попробуете этот проект на Dragon Board 410c, то вам не понадобится адаптер Bluetooth, потому что Dragon Board 410c имеет встроенный модуль Bluetooth.

Подключите USB-ключ ORICO BTA-403 Bluetooth к USB-интерфейсу Raspberry Pi 2 следующим образом.

После подключения USB-ключа ORICO BTA-403 Bluetooth на нем будут отображаться сообщения на экране приложения по умолчанию на устройстве Windows 10 IoT Core.

Для сопряжения Bluetooth на устройстве Windows 10 IoT Core см. Страницу «Сопряжение устройства BLE и инструмента дампа таблицы атрибутов GATT» и следуйте инструкциям «Шаг 1 - Шаг 6», описанным в разделе «Сопряжение с Sensortag». Здесь мы должны использовать SSH для подключения к Windows IoT Core и запустить инструмент командной строки для настройки устройства.

Примечание:помните, что режим BR следует выбирать в главном меню. А код сопряжения по умолчанию - 1234.

После успешного сопряжения страница Bluetooth устройства отображается следующим образом:

Шаг 3. Загрузите и разверните код

Время :10 минут

Детали :Нет

Инструменты :Нет

Прежде всего, подключите питание 5 В постоянного тока и заставьте PM 2.5 и PM 10 работать с HC-06. Вы будете получать данные каждую секунду.

Во-вторых, загрузите проект GenericBluetoothSerialUWApp с github. Используйте Visual Studio 2015 с обновлением 1, чтобы загрузить «GenericBluetoothSerialUWApp». Это приложение разработано с помощью Generic Serial Bluetooth нашего MVP Дэвида Джонса с Win 10 IoT-Core RPI2. Если вы хотите, чтобы это приложение UWP работало на ПК, выберите x86 или x64 с отладкой локального устройства. Если вы хотите, чтобы это приложение UWP работало в Windows 10 Mobile, выберите ARM с отладкой устройства. Если вы хотите, чтобы это приложение UWP работало на устройстве Windows 10 IoT, например Raspberry Pi 2, убедитесь, что вы установили точку «Удаленная отладка» для своего устройства.

После сопряжения HC-06 с устройством Windows 10 нажмите F5 в Visual Studio, чтобы запустить приложение универсальной платформы Windows. Дважды нажмите на символ «HC-06», и вы увидите, что идентификатор и имя отображаются в самом верху приложения. Вскоре вы увидите, что состояние светодиода на HC-06 изменится с мигающего на постоянное. И кнопка «Start Rev» активируется, как только канал связи модуля Bluetooth установлен. Нажмите Start Recv, чтобы разрешить прием данных. Затем вы увидите, что кнопки Stop Recv и Start Process включены. Просто нажмите кнопку «Начать процесс», чтобы запустить алгоритм обработки данных.

Вы увидите данные о текстовых блоках PM2.5 и PM10.

Код

PM25Detector

Схема