本方案可用来监测房间内粉尘，烟雾等，也可以用作空气净化和空调内部的净化检测。应用范围包括设备除尘设备、空气净化设备、除尘机器人、大气测量、烟气测量及工业锅炉、窑炉、化工厂排烟测量等领域，可以检测烟颗粒，花粉孢子等颗粒，即使是粉尘浓度较低的区域也能检测出来，不受外部气流影响。也可以用于各种布袋除尘器的破损检测及各种类型除尘器除尘效率的测量，为这些领域的自动化控制提供可靠的信号。

1、硬件方案

由灰尘传感器，单片机，电源电路，LCD显示，数据通讯线路组成，其中灰尘传感器采用夏普公司的GP2Y1010AU0F，经过单片机对信号进行采集，计算，处理后，将PM2.5数据显示在LCD显示屏上，也可以通过串口发送到PC。其大体框图如下。

图1 PM2.5检查硬件原理图

2、检查方法

（1）灰尘和烟的判别方法

从输出电平的大小的变化及输出的区别，作如下说明。

一般，香烟的烟是细微粒子，密度高，会扩散式的大范围漂移。与此相比，灰尘是一个一个大颗粒，密度低，断断续续式的进入灰尘传感器的检出领域。

从输出来看，烟是连续的表现出较高的输出电压，灰尘是间隔的表现出较高的输出电压。因此，根据传感器的输出电压值在时间上的推移向微机软件的读取，是否有尘、是否有烟、是否有灰尘，不管是哪种状态，以及空气污染的程度有多少，都可以进行检出。

关于烟的检出，判定值相当于香烟的检出物，按如下表示。

可以检出的范围（输出电压可变范围（V））=输出电压范围：VoH(v)-无尘时输出电压Voc（V）。

将此换算成粉尘浓度：

检出粉尘浓度范围（）=检出可能范围（输出电压可变范围（V））/检出浓度K（V/(0.1)）。

烟检出的情况下，其判定值如下:

判定值=检出浓度（）/10 *K(V/0.1)+无尘时输出电压（V）。

    粉尘的检出是在规定时间内，在某一输出电压变化的标准之上，标记输出的值，从而判断有没有粉尘。

    判断粉尘浓度主要通过输出的电压变化量进行判断，输出变化量=当前测量值V- 无尘时。

    为了防止大颗粒的灰尘或者如线一般的纤维灰尘进入灰尘传感器或积聚于其内部，需要在灰尘通过的洞口处装上滤网，不要对其进行拆装和清洗，否则会使产品的光学方面的特性发生变化，无法满足原来的特性要求。通过此方法，可以避免将所测烟雾值或者PM2.5的值大小与传感器镜头脏相混淆。

（2）如何确定和更新无尘电压：

无尘输出电压是检出是否有粉尘，烟雾的判断基准。无尘输出电压受发光二极管，传感器内部灰尘以及周围环境的温度影响，一般当LED输出降低时，无尘输出电压也会降低；感应器内部有灰尘附着时，无尘电压将上升。

    系统启动时，首先进行无尘电压检测。启动净化系统时，将检测到的电压和设定的无尘电压相比较，如果检测电压小于设定的无尘电压，则将检测电压设为最新的无尘电压。如果一段时间内，输出电压没有变化，或者在一个小范围内变化，基本上把这个值作为无尘电压来更新。输出电压变得更低时，则将此值作为无尘电压来更新。

    图2是输出电压与温度的关系图

图2 输出电压与温度之间的关系

图3是输出电压与粉尘浓度的关系图

图3 输出电压与粉尘浓度之间的关系

（3）软件设计流程

图4 软件设计流程图