0 前言
🔥 Hi，大家好，这里是丹成学长的毕设系列文章！
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这两年开始，各个学校对毕设的要求越来越高，难度也越来越大… 毕业设计耗费时间，耗费精力，甚至有些题目即使是专业的老师或者硕士生也需要很长时间，所以一旦发现问题，一定要提前准备，避免到后面措手不及，草草了事。
为了大家能够顺利以及最少的精力通过毕设，学长分享优质毕业设计项目，今天要分享的新项目是
🚩 基于单片机的便携式空气质量检测仪
🥇学长这里给一个题目综合评分(每项满分5分)
- 难度系数：4分
- 工作量：4分
- 创新点：3分
🧿 选题指导, 项目分享：
https://blog.csdn.net/molodi/article/details/125933857
1 简介
基于IDT的便携式无线供电空气质量检测仪，随着近些年环保问题的日益严峻，身边的朋友也越来越重视自己的生存环境，尤其是对空气质量的关注度日益增高。我就打算自己设计制作一套便携式的空气质量检测仪，采用无线供电的方式来运行保证检测仪的运行，同时利用无线供电系统给检测仪内部的锂电池进行充电。（本项目采用的是IDT 5W无线充电开发套件）
2 主要器件
- IDT15W无线充电开发套件
- Arduino LGT8F328D单片机
- A003最新款颗粒物传感器
- S80053二氧化碳传感器
- 2.2寸串口屏
- 18650锂电池，容量2600mah
- ETA9640充放电芯片，最大充放电电流1000ma
3 实现效果
IDT无线供电系统接收板
无线充电过程
4 设计原理
硬件说明
通过设计计算，整机负载电流约500ma，考虑到设计的充电电流是1000ma，所以项目选用了IDT 5W无线供电系统，该系统可以提供5V 1A的最大5W的功率输出，完全满足设计要求。（本项目采用的是IDT 5W无线充电开发套件）
项目的原理图部分：
包含三大部分组成：
1、无线供电锂电池充放电部分，由于传感器的TTL输出电平是3.3V，所以还需要通过一个LDO将MCU供电电源降为3.3V。传感器供电部分是5V（内部有LDO降压），有系统直接供电即可。本项目用的电池选用了常见的18650锂电池，容量2600mah。充放电芯片选用上海钰泰的ETA9640一体式芯片，最大充放电电流1000ma，自带锂电池保护电路，无需外围再加保护电路。无线供电接收板接口直接与USB供电接口并接，既可以采用USB供电，也可以采用IDT无线系统供电。
2、MCU部分选用了AVR内核的8位单片机LGT8F328D，传感器选用攀藤科技的A003最新款颗粒物传感器和森尔电子的S8 0053二氧化碳传感器（由于二氧化碳传感器价格较贵，最终未进行购买）。
3、显示屏幕选用了2.2寸串口屏，便于快速开发，降低开发难度。
项目的PCB图和3D图部分：
这个PCB板子尺寸为80*70mm，正面为主要电路和屏幕部分，反面为18650电池仓和两个传感器接口。
最终PCB板和焊接好的PCB板：
软件部分
本项目软件设计采用Arduino IDE开源编程框架，主要分为系统初始化和循环执行两大部分构成。
5 部分核心代码
/*
本程序为V1版本空气质量检测仪代码，显示屏幕为2.2寸串口高分屏。
*/
#include <SoftwareSerial.h>//调用软串口库文件
SoftwareSerial pm(2, NULL);//定义PM2.5传感器接收引脚
SoftwareSerial co(4, NULL);//定义CO2传感器接收引脚
unsigned int CO2;//定义全局变量
unsigned int pm25;//定义全局变量
void getCO2(unsigned char Data) //定义CO2计算函数
{
static unsigned char RxBuffer[7];
static unsigned char RxCnt = 0;
RxBuffer[RxCnt++] = Data;
if (RxBuffer[0] != 0xFE && RxBuffer[1] != 0x04)
{
RxCnt = 0;
return;
}
if (RxCnt > 6)
{
CO2 = (int) RxBuffer[3] * 256 + (int) RxBuffer[4];
RxCnt = 0;
return;
}
}
void getPM25()//定义PM2.5计算函数
{
uint8_t mData = 0;
uint8_t i = 0;
uint8_t mPkt[32] = {0};
int mCheck = 0;
pm.listen(); //监听pm软串口
delay(100);
while (pm.available() > 0)
{
mData = pm.read();
delay(2);
if (mData == 0x42) //头数据1 OK
{
mPkt[0] = mData;
mData = pm.read();
delay(2);
if (mData == 0x4d) //头数据2 OK
{
mPkt[1] = mData;
mCheck = 66 + 77;
for ( i = 2; i < 30; i++) //循环接收串口数据
{
mPkt[i] = pm.read();
delay(2);
mCheck += mPkt[i];
}
mPkt[30] = pm.read();
delay(2);
mPkt[31] = pm.read();
delay(2);
// Serial.println("-----------"); //系统调试用
// Serial.print(mCheck);//系统调试用
// Serial.print(" ");//系统调试用
// Serial.println(mPkt[30] * 256 + mPkt[31]);//系统调试用
if (mCheck == mPkt[30] * 256 + mPkt[31]) //CRC校验 OK
{
// Serial.println("CRC OK");//系统调试用
pm25 = mPkt[12] * 256 + mPkt[13];//根据协议计算出PM2.5浓度值
// Serial.print("pm25:"); Serial.print(pm25); Serial.println("ug/m3 ");//系统调试用
Serial.flush();//清空串口缓存
return;//返回
}
}
}
}
}
void setup()//程序初始化
{
Serial.begin(9600);
pm.begin(9600);
co.begin(9600);
delay(5000);
Serial.println("SPG(2);"); //调用串口屏的第二页内容
delay(100);
}
void loop()//循环执行程序
{
getPM25();//调用PM2.5计算函数
co.listen(); //监听co软串口
delay(100);
static unsigned char TxBuffer[] = {0xFE, 0x04, 0x00, 0x03, 0x00, 0x01, 0xD5, 0xC5};//定义读取指令
co.write(TxBuffer, 8);//发送读取指令给CO2传感器
delay(100);
while (co.available())
{
getCO2(co.read());//获取CO2浓度值
}
Serial.print("LABL(48,0,40,159,'"); Serial.print(pm25); Serial.print("',"); Serial.print(15); Serial.println(",1);");//将PM2.5数据输出给屏幕
Serial.print("LABL(48,161,40,319,'"); Serial.print(CO2); Serial.print("',"); Serial.print(15); Serial.println(",1);");//将CO2数据输出给屏幕
}
//程序结束，如有优化方案，欢迎沟通交流
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