基于树莓派的空气监测系统（3）PM2.5模块程序

PM2.5模块（SHARP 灰尘传感器GP2Y1051AU0F）

灰尘传感器的主要参数

光学原理，能够探测1微米以上的粉尘粒子；
5VDC供电；
串口通信（5V）;

原理：微粒和分子在光的照射下会产生光的散射现象，和此同时，还吸收部分照射光的能量。当一束平行单色光入射到被测颗粒场时，会受到颗粒周围散射和吸收的影响，光强将被衰减。如此一来便可求得入射光通过待测浓度场的相对衰减率。而相对衰减率的大小基本上能线性反应待测场灰尘的相对浓度。光强的大小和经光电转换的电信号强弱成正比，通过测得电信号就可以求得相对衰减率。

基于树莓派的空气监测系统（3）PM2.5模块程序

树莓派3B串口设置

树莓派串口说明

树莓派从大的方向来说一共出了3代，每一代的CPU外设基本相同，但内核不同，外设里面一共包含两个串口，一个称之为硬件串口(/dev/ttyAMA0)，一个称之为mini串口(/dev/ttyS0)。

硬件串口由硬件实现，有单独的波特率时钟源，性能高、可靠，mini串口性能低，功能也简单，并且没有波特率专用的时钟源而是由CPU内核时钟提供，因此mini串口有个致命的弱点是：波特率受到内核时钟的影响。

对于树莓派3 B+ 来说，它的uart 功能有三种： 1、内部蓝牙使用 2、控制终端使用 3、与其他设备进行串口通信；

树莓派 3 只提供一个硬件 uart,对应硬件接口 GPIO14-Tx/GPIO15-Rx。硬件串口被默认分配给与蓝牙模块通信了，而把那个mini串口默认分配给了排针引出的GPIO Tx Rx。

基于树莓派的空气监测系统（3）PM2.5模块程序

树莓派3串口默认映射对换

1.查看/boot/overlays/目录下是否有pi3-miniuart-bt-overlay.dtb(或者pi3-miniuart-bt.dtbo）文件。

（这个文件的功能是将树莓派3的蓝牙切换到mini串口(ttyS0)，并且恢复硬件串口(ttyAMA0)到GPIO 14&15脚中。并且给出了载入的方法。）

2.编辑/boot目录下的config.txt文件

sudo vim /boot/config.txt
dtoverlay=pi3-miniuart-bt-overlay

保存文件，重启树莓派使之生效。

默认映射

基于树莓派的空气监测系统（3）PM2.5模块程序

修改后的映射

基于树莓派的空气监测系统（3）PM2.5模块程序

禁用串口的控制台功能

编辑/boot目录下的cmdline.txt文件，把console=serial0,115200删掉console=serial0,115200。

串口程序

#include <unistd.h>
#include <stdio.h>
#include <fcntl.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <termios.h>

//串口初始化
void init_tty(int fd)
{
struct termios newtio;
struct termios oldtio;
        bzero(&newtio,sizeof(struct termios));

        tcgetattr(fd,&oldtio);
        newtio.c_cflag |= CLOCAL | CREAD;
        cfsetispeed(&newtio,B2400);
        cfsetospeed(&newtio,B2400);
printf("c_cflag=%x\n",newtio.c_cflag);
        newtio.c_cflag &= ~CSIZE;
printf("c_cflag=%x\n",newtio.c_cflag);
        newtio.c_cflag |= CS8;
printf("c_cflag=%x\n",newtio.c_cflag);
        newtio.c_cflag &= ~PARENB;
        newtio.c_iflag &= ~INPCK;
        newtio.c_cflag &= ~CSTOPB;
        newtio.c_cc[VTIME] = 0;
        newtio.c_cc[VMIN] = 0;
//设置原始模式
        newtio.c_lflag &= ~(ICANON | ECHO | ECHOE | ISIG); /*Input*/
        newtio.c_oflag &= ~OPOST; /*Output*/
//设置终端模式
//newtio.c_lflag |= (ICANON | ECHO | ECHOE | ISIG); /*Input*/
//newtio.c_oflag |= OPOST; /*Output*/
        tcflush(fd,TCIOFLUSH);
        tcsetattr(fd,TCSANOW,&newtio);
}

//PM2.5模块数据处理
int da_pro(char* da_buf)
{
unsigned char crr;
double vout;
int ud,i;
if(da_buf==NULL)
return -1;
for(i=0;i<10;i++){
if(da_buf[i]==0xAA)
break;
        }
if(da_buf[i+0] != 0xAA || da_buf[i+6]!= 0xFF)
return -1;
        crr = da_buf[i+1] + da_buf[i+2] + da_buf[i+3] + da_buf[i+4];
if(da_buf[i+5] != crr)
return -1;
        vout = (da_buf[i+1]*256+da_buf[i+2])/1024.0*8.0;
        ud = 800 * vout;
return ud;
}


int main()
{
int i;
int fd = -1;
int ret = -1;
int pm;
char buf[16];
        fd = open("/dev/ttyAMA0",O_RDWR);
if(fd < 0){
printf("没有串口设备/dev/ttyAMA0\n");
exit(1);
        }

printf("fd=%d\n",fd);
        init_tty(fd);

while(1){
                bzero(buf,16);
if(read(fd,buf,15)>0){
for(i=0;i<15;i++){
// printf(" %X ",buf[i]);
                        }
                        pm = 0;
                        pm=da_pro(buf);
if(pm==-1)
printf("recv data err...\n");
else
printf("PM2.5 = %d\n",pm);
                }
                usleep(300*1000);
        }
        close(fd);
}

秒客网

基于树莓派的空气监测系统（3）PM2.5模块程序