Создание приложения детектора качества воздуха PM2.5 и PM10 для Windows 10 UWP

Компоненты и материалы

Компонент	Количество
Датчик SDS011 PM2.5 & PM10	1
Bluetooth-модуль HC-06	1
Мини-макетная плата	1
Lumia 1520 или другое устройство с Windows 10 Mobile	1
Bluetooth-модуль ORICO (для Raspberry Pi)	1
Arduino UNO	1
Raspberry Pi 2 Model B	1

Приложения и онлайн-сервисы

• Microsoft Windows 10 IoT Core

О проекте

Введение

Загрязнение воздуха — глобальная проблема, которую нельзя игнорировать. Твердые частицы PM2.5 и PM10 являются основными загрязнителями, угрожающими здоровью человека. В этом проекте описано создание детектора PM2.5 и PM10 для платформы Windows 10 Universal (UWP), работающего на ПК, мобильных устройствах и Windows 10 IoT Core. Приложение построено на шаблоне UWP. Во-первых, датчик SDS011 с Bluetooth-модулем HC-06 собирает данные в реальном времени и передает их по Bluetooth. Во-вторых, устройство на Windows 10 принимает данные и отображает их на экране.

Необходимые компоненты

• Датчик SDS011 PM2.5 & PM10
• Bluetooth-модуль HC-06
• Провода-перемычки (male-male и male-female)
• Мини-макетная плата
• Lumia 1520 или совместимое устройство Windows 10 Mobile
• Bluetooth-модуль ORICO (для Raspberry Pi)
• Arduino Uno R3
• Raspberry Pi 2

Инструкция по сборке

Шаг 1: Подключение HC-06 к датчику SDS011

Время: 5 минут

Детали: Источник питания 5В, HC-06, SDS011, перемычки, мини-макетная плата

Исходный выход SDS011 — TTL-USB, не подходящий для беспроводной связи. Используем HC-06 как Bluetooth-модуль для передачи данных — он дешевле аналогичных решений. Питание обеспечивается от 5В DC.

1. Установите Bluetooth-модуль на макетную плату.
2. Подключите Vcc модуля к 5В Arduino (или другому источнику 5В).
3. Соедините GND модуля с GND Arduino.
4. Для последовательной связи соедините TX модуля с RX SDS011, а RX модуля — с TX SDS011.

Шаг 2: Сопряжение Bluetooth-модуля с устройством Windows 10

Время: 5 минут

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

Модуль работает по протоколу SPP (Serial Port Profile), поэтому любое устройство с поддержкой SPP может к нему подключиться. На Windows 10 это выглядит как виртуальный COM-порт. Перед сопряжением убедитесь, что модуль включен и готов к парсингу: мигающий красный LED означает «готов к парсингу», постоянно горящий — «сопряжен».

Windows 10 для ПК: Перейдите в Параметры → Устройства → Bluetooth, включите Bluetooth, найдите «HC-06», нажмите для сопряжения, введите код 1234 (по умолчанию). Скорость порта по умолчанию — 9600 Baud.

Windows 10 Mobile: Аналогичные действия в Параметрах → Устройства → Bluetooth.

Windows 10 IoT Core (Raspberry Pi 2, MBM, Dragon Board 410c): Процесс отличается. Для Raspberry Pi 2 и MBM нужен USB Bluetooth-адаптер (проверьте список совместимости). В проекте используется ORICO BTA-403. Dragon Board 410c имеет встроенный Bluetooth.

1. Вставьте ORICO BTA-403 в USB-порт Raspberry Pi 2.
2. После подключения на экране устройства IoT Core появятся сообщения.
3. Для парсинга используйте SSH и командную строку, следуя инструкции «Pairing a BLE Device and GATT Attribute Table Dump Tool» (раздел «Pairing the Sensortag», шаги 1–6). Выберите режим BR в главном меню. Код парсинга по умолчанию — 1234.

Шаг 3: Загрузка и развертывание кода

Время: 10 минут

1. Подключите питание 5В DC к датчику с HC-06. Данные будут приходить каждую секунду.
2. Скачайте проект «GenericBluetoothSerialUWApp» с GitHub. Откройте в Visual Studio 2015 с Update 1.
3. Для ПК выберите архитектуру x86/x64 и локальную отладку. Для Mobile — ARM и отладку на устройстве. Для IoT Core (Raspberry Pi 2) настройте «Remote Debugging» на ваше устройство.
4. После сопряжения HC-06 нажмите F5 для запуска UWP-приложения.
5. Дважды щелкните символ «HC-06» — ID и Name отобразятся вверху. LED на HC-06 перестанет мигать и будет гореть постоянно. Кнопка «Start Rev» станет активной. Нажмите её для начала приема данных. Затем станут доступны кнопки «Stop Recv» и «Start Process». Нажмите «Start Process» для запуска алгоритма обработки.

На экране появятся значения PM2.5 и PM10 в соответствующих TextBlock.

Код

Приложение Windows 10 UWP: PM25Detector на GitHub

Схемы

В файле схемы Sparkfun ZigBee модуль представляет датчик SDS011. Используются пины 5V, GND, Tx, Rx.

PM25Detector.fzz