DIY 空氣質量檢測表

前幾天逛淘寶看到有空氣顆粒物濃度測量的傳感器，直接是 3.3V TTL 電壓串口輸出的，也不貴，也就 100 多一點。覺得挺好就買了個，這兩天自己搗鼓了個小程序，搞了個軟件界面的空氣質量檢測表。程序寫的很簡單，但是感覺這個小軟件還是挺實用的，所以就寫篇博客，大家用我的代碼很容易就自己 DIY 一套。

硬件準備

傳感器用的是 攀藤科技 PMS7003M 。除了攀藤科技，還有幾家這種傳感器做的應該也不錯，不過我沒去用過，也沒仔細調研。（之所以用的這家，不過是因為在 newsmth 上看到一個帖子，有人這么用了。）這個傳感器買了之后其實我就后悔了，因為我發現還有個 pm2.5、甲醛、溫濕度三合一傳感器 PMS5003ST。這幾個功能合一起就差不多可以做完整的空氣質量監控了。

下面是 PMS7003M 的照片。

這款傳感器的接口非常的小，聯線很費勁，所以我還買了個專用測試轉接板。下面是照片。

有了這兩個之后還要一根 USB 轉 TTL 的轉接線。淘寶上很多，隨便選一根就行，成本十幾塊錢吧。需要注意的是USB 轉 TTL 轉接線上用的芯片，據說用 FT232 的質量最好，也最貴。我買時缺貨，只買到了幾根使用 PL2303 芯片的。到是也沒用出什么毛病。

當然還要連4根線，5V、GND、TXD、RXD。需要注意的是傳感器的TXD要接到轉接線的RXD上，傳感器的RXD要接到轉接線的TXD上.

代碼

傳感器上電后默認狀態為主動輸出，即傳感器主動向主機發送串行數據，時間間隔為200——800ms，空氣中顆粒物濃度越高，時間間隔越短。主動輸出又分為兩種模式：平穩模式和快速模式。在空氣中顆粒物濃度變化較小時，傳感器輸出為平穩模式，即每三次輸出同樣的一組數值，實際數據更新周期約為2s。當空氣中顆粒物濃度變化較大時，傳感器輸出自動切換為快速模式，每次輸出都是新的數值，實際數據更新周期為200——800ms。

PMS7003M 默認波特率：9600bps 校驗位：無 停止位：1位
協議總長度：32字節

字節數據

起始符1	0x42
起始符2	0x4D
幀長度高八位	幀長度=2x13+2(數據+校驗位)
幀長度低八位
數據1高八位	數據1表示PM1.0濃度（CF=1，標準顆粒物）單位μg/m3
數據1低八位
數據2高八位	數據2表示PM2.5濃度（CF=1，標準顆粒物）單位μg/m3
數據2低八位
數據3高八位	數據3表示PM10濃度（CF=1，標準顆粒物）單位μg/m3
數據3低八位
數據4高八位	數據4表示PM1.0濃度（大氣環境下）單位μg/m3
數據4低八位
數據5高八位	數據5表示PM2.5濃度（大氣環境下）單位μg/m3
數據5低八位
數據6高八位	數據6表示PM10濃度 （大氣環境下）單位μg/m3
數據6低八位
數據7高八位	數據7表示0.1升空氣中直徑在0.3um以上顆粒物個數
數據7低八位
數據8高八位	數據8表示0.1升空氣中直徑在0.5um以上顆粒物個數
數據8低八位
數據9高八位	數據9表示0.1升空氣中直徑在1.0um以上顆粒物個數
數據9低八位
數據10高八位	數據10表示0.1升空氣中直徑在2.5um以上顆粒物個數
數據10低八位
數據11高八位	數據11表示0.1升空氣中直徑在5.0um以上顆粒物個數
數據11低八位
數據12高八位	數據12表示0.1升空氣中直徑在10um以上顆粒物個數
數據12低八位
數據13高八位	版本號
數據13低八位	錯誤代碼
數據和校驗高八位	校驗碼=起始符1+起始符2+……..+數據13低八位
數據和校驗低八位

具體的代碼其實就是個串口通訊加上數據解析。需要注意的是這個傳感器傳回來的數據是大端的。也就是對于一個 16bit 的數據是先傳高 8 位的，然后再傳低 8 位。所以收到的數據需要顛倒一下。

我 Qt 用的比較熟，所以下面的代碼都是 Qt (C++) 的。傳感器相關的代碼都封裝到一個類里，類名叫 PMS7003M。下面是頭文件。

#ifndef PMS7003M_H #define PMS7003M_H #include <QVector> #include <QObject> #include <QSerialPort> #include <QSerialPortInfo> class PMS7003M : public QObject {Q_OBJECT public:explicit PMS7003M(QObject *parent = 0);void set(unsigned char index,unsigned char input);QList<QString> getPortsList();void open(QString com);void close();QVector<int> getPM() const;QVector<int> getCount() const; private:QSerialPort m_port;QVector<unsigned char> m_data;int m_pm1_factory;int m_pm25_factory;int m_pm10_factory;int m_pm1_outdoor;int m_pm25_outdoor;int m_pm10_outdoor;int m_count03;int m_count05;int m_count1;int m_count25;int m_count5;int m_count10;unsigned char m_lenHighByte;unsigned char m_lenLowByte;unsigned short m_length;unsigned short m_version;unsigned short m_errorno;enum {STATE_0X42, STATE_0X4D, STATE_FRAME_LEN_H, STATE_FRAME_LEN_L, STATE_DATA, STATE_CHECKSUM} m_state;void stateMachine(unsigned char x);bool checksum();void updateValue();int m_dataCount; signals:void dataReady(); private slots:void readCom();};#endif // PMS7003M_H

之后是 cpp 文件。

#include "pms7003m.h" #include <QDebug> #include <QMessageBox> PMS7003M::PMS7003M(QObject *parent) : QObject(parent) {m_state = STATE_0X42;m_data.resize(30);getPortsList(); }void PMS7003M::close() {m_port.close(); }void PMS7003M::open(QString COM) {m_port.setPortName(COM);qDebug() << "PortName:"<<m_port.portName() ;if(m_port.open(QIODevice::ReadWrite)){qDebug() << "m_port.open:" ;m_port.setBaudRate(9600);m_port.setParity(QSerialPort::NoParity);m_port.setDataBits(QSerialPort::Data8);m_port.setStopBits(QSerialPort::OneStop);m_port.setFlowControl(QSerialPort::NoFlowControl);m_port.clearError();m_port.clear();connect(&m_port, SIGNAL(readyRead()), this, SLOT(readCom()));} }void PMS7003M::stateMachine(unsigned char x) {switch(m_state){case STATE_0X42:if(x == 0X42){m_state = STATE_0X4D;}break;case STATE_0X4D:if(x == 0x4d){m_state = STATE_FRAME_LEN_H;}else{m_state = STATE_0X42;}break;case STATE_FRAME_LEN_H:m_lenHighByte = x;m_state = STATE_FRAME_LEN_L;break;case STATE_FRAME_LEN_L:m_lenLowByte = x;m_length = (m_lenHighByte << 8) + m_lenLowByte;if(m_length == 28){m_dataCount = 0;m_state = STATE_DATA;}else{m_state = STATE_0X42;}break;case STATE_DATA:m_data[m_dataCount] = x;m_dataCount++;if(m_dataCount == 28){if(checksum()){updateValue();emit dataReady();}else{qDebug() << "checksum failed";}m_state = STATE_0X42;}} }QVector<int> PMS7003M::getPM() const {QVector<int> pm;pm << m_pm1_factory;pm << m_pm25_factory;pm << m_pm10_factory;pm << m_pm1_outdoor;pm << m_pm25_outdoor;pm << m_pm10_outdoor;return pm; }QVector<int> PMS7003M::getCount() const {QVector<int> count;count << m_count03;count << m_count05;count << m_count1;count << m_count25;count << m_count5;count << m_count10;return count; }void PMS7003M::updateValue() {m_pm1_factory = (m_data[0] << 8) + m_data[1];m_pm25_factory = (m_data[2] << 8) + m_data[3];m_pm10_factory = (m_data[4] << 8) + m_data[5];m_pm1_outdoor = (m_data[6] << 8) + m_data[7];m_pm25_outdoor = (m_data[8] << 8) + m_data[9];m_pm10_outdoor = (m_data[10] << 8) + m_data[11];m_count03 = (m_data[12] << 8) + m_data[13];m_count05 = (m_data[14] << 8) + m_data[15];m_count1 = (m_data[16] << 8) + m_data[17];m_count25 = (m_data[18] << 8) + m_data[19];m_count5 = (m_data[20] << 8) + m_data[21];m_count10 = (m_data[22] << 8) + m_data[23];m_version = m_data[24];m_errorno = m_data[25]; }bool PMS7003M::checksum() {unsigned short sum = 0x42 + 0x4D + m_lenHighByte + m_lenLowByte;for(int i = 0; i < 26; i++){sum += m_data[i];}if(sum == (m_data[26] << 8) + m_data[27]){return true;}return false; }QList<QString> PMS7003M::getPortsList() {QList<QString>ports;foreach (const QSerialPortInfo &info, QSerialPortInfo::availablePorts()){ports.append(info.portName());}qDebug()<<"ports:"<<ports;return ports; }void PMS7003M::readCom() {QByteArray data = m_port.readAll();for (int i = 0; i < data.size(); ++i){stateMachine(data.at(i));}//qDebug() << "x"; }

界面代碼很簡單，就不貼了。下面給幾個我的軟件界面截圖。

總結

以上是生活随笔為你收集整理的DIY 空气质量检测表的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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