11、物联网背景下的设备校准与空气净化技术探索

物联网背景下的设备校准与空气净化技术探索

1 ProCal校准工具介绍

1.1 ProCal硬件与触发机制

ProCal是一款用于物联网设备的低成本可编程校准工具。它通过GPIO生成触发信号，能同时启动和停止目标设备与数字万用表（DMM）的数据收集。为了提高稳定性并消除纹波电压引起的交流电，在电阻网络中添加了低通滤波器。

1.2 ProCal软件实现

ProCal的软件运行在名为Raspbian的Linux操作系统上，使用BCM和SPI库。该软件控制数字电位器和电阻网络的操作，这是设置SPI和GPIO驱动、对电阻变化事件进行精确时间戳记录以及发送同步信号的基础。软件使用一系列Python脚本，供微控制器（MCU）触发预定动作来启动和停止校准过程。以下是软件的主要操作步骤：
1. 初始化所有GPIO端口。
2. 设置SPI驱动，并将SPI时钟速度调整为50 MHz。
3. 用户需提供以下参数：
- 配置之间的期望时间间隔T。
- 要校准的最大电流Imax(t)或最小电压Vmin(t)。
- 提供给ProCal的电源电压Vin(t)。
- 数字电位器支持的位数。
4. MCU通过GPIO向目标设备和DMM发送触发信号后，开始改变电阻，直到达到所需的最大电流或最小电压。
5. 软件对每个电流/电压变化事件进行时间戳记录，并将其保存到日志文件中，用于目标设备和DMM测量之间的时间同步。

1.3 ProCal性能评估

1.3.1 动态范围评估

动态范围和分辨率是校准平台的重要性能指标。ProCal的输出范围