方案设计
①由于粒子計数器中气体采样泵的使用寿命有限，粒子计数器必须间歇工作。没五分钟工作1分钟，然后将粒子计数数据通过特定算法转换为不同粒径颗粒物浓度数据。
②每五分钟读取一次温度、湿度和大气压数据。通过温度和压力数据将颗粒物浓度值转换为标况下的浓度值，再使用湿度数据对浓度值进行修正。
2 主要硬件电路设计
系统采用12位ADC，串口发送采用无校验，一位停止位模式，如果满足1ksps的采样率，则串口波特率至少需要20bits/s的波特率。STM32F103RB单片机内置有多个UART串口，最高波特率可达到4.5Mbits/s[6]。在实际使用中，串口波特率采用115200bits/s，完全满足设计需求。本文重点介绍其他关键硬件电路设计。
2.1 計数器电路设计
计数器电路首先通过光源控制电路产生恒定的激光光源电压，是激光器的发射功率能够在不同的温湿度条件下能够发出恒定功率的光源。粒子的散射光由光电池接收并通过调理电路，将接收到的光电信号进行放大滤波。然后通过通道分配电路区分出六种不同粒径信号。波形整形电路将不同粒径的电压信号整形成计数器电路能够识别的方波信号。最后计数器电路将计数值交由ARM控制器进行数据处理。
2.2 传感网络电路及固件设计
传感网络电路采用RS485硬件通讯电路，并使用Modbus-RTU通讯协议与各个传感器组成星形传感器网络。对粒子计数器和其他传感器进行地址预分配，ARM控制器通过对不同地址的操作，实现对不同传感器的设置和数据读取。
3 测试结果
为有效比对粒子计数器的一致性，对现场运行一段时间后的三台设备进行数据平行性分析。通过十天的数据采集，对比数据如图4所示。
对十天的数据按天为单位求浓度的平均值，然后进行平行性计算，结构如图5所示。
设备的平行性为3.03，完全满足标准HJ 653-2013《环境空气颗粒物（PM10和PM2.5）连续自动监测系统技术要求及检测方法》对平行性的要求。
4 结语
通过测试结果曲线可以看出，本监测系统的重复性和一致性非常好，通过软件平台可以实现对施工工地的颗粒物数据进行实时监测。同时通过设置超限报警可对工地的违规施工进行及时报警，从而促进工地规范施工。
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