基于瑞薩RA6M5 MCU的室內(nèi)環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)設(shè)計

1項目簡介

空氣污染越來越被大家重視，人們80%的時間都是在室內(nèi)度過的，室內(nèi)的空氣環(huán)境質(zhì)量對人們的身體健康更是息息相關(guān)。本項目旨在開發(fā)一款室內(nèi)環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)，用于監(jiān)測室內(nèi)溫度、濕度、PM2.5、甲醛等有害氣體濃度，并提供實時數(shù)據(jù)顯示、報警功能，以保障室內(nèi)環(huán)境的健康與安全。項目特點如下：

1多參數(shù)監(jiān)測：系統(tǒng)可同時監(jiān)測室內(nèi)溫度、濕度、PM2.5、甲醛等有害氣體濃度，提高了監(jiān)測范圍和準確性。

2數(shù)據(jù)實時顯示：系統(tǒng)提供實時數(shù)據(jù)顯示功能，用戶可隨時了解室內(nèi)環(huán)境的變化情況。

3報警功能：當室內(nèi)環(huán)境出現(xiàn)異常時，系統(tǒng)將自動發(fā)出報警提示，提醒用戶及時采取措施。

4安裝簡便：系統(tǒng)采用無線連接方式，無需復(fù)雜的布線過程，安裝簡單方便。

5智能化控制：用戶可通過手機APP或網(wǎng)頁端遠程控制系統(tǒng)，實現(xiàn)智能化管理和控制。

6數(shù)據(jù)分析：系統(tǒng)可對歷史數(shù)據(jù)進行分析，提供詳細的報表和趨勢圖，幫助用戶更好地了解室內(nèi)環(huán)境狀況。

2系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn)

將各個傳感器模塊采集的數(shù)據(jù)傳送到啟明RA6M5，進行數(shù)據(jù)處理和組包，在OLED屏上顯示實時采集的數(shù)據(jù)，監(jiān)測各個模塊采集數(shù)據(jù)是否在合理范圍，當超出安全值時，根據(jù)不同梯度范圍，使蜂鳴器發(fā)出不同音調(diào)的聲音進行提示。數(shù)據(jù)組包完成后，與板載的ESP8266進行通信，將采集的數(shù)據(jù)通過WiFi遠程傳輸?shù)紹linker服務(wù)器中，手機端訪問blinker應(yīng)用可查看歷史和當前監(jiān)測的室內(nèi)環(huán)境數(shù)據(jù)信息。

系統(tǒng)框圖如下：

3硬件模塊

系統(tǒng)整體分為四大部分，分別是：

數(shù)據(jù)采集：各個傳感器感知采集數(shù)據(jù)

數(shù)據(jù)處理傳輸：啟明RA6M5（最強大腦），板載ESP8266

數(shù)據(jù)顯示：0.96寸OLED屏，Blinker終端顯示

報警提示：蜂鳴器。

傳感器模塊包括溫濕度采集SH30、顆粒物濃度監(jiān)測 PMS1003、二氧化碳濃度監(jiān)測MH-Z19B、甲醛濃度監(jiān)測DS-HCHO，每個模塊的具體性能暫不一一列舉了（淘寶百度很詳細），以下貼幾張圖示意。

SH30溫濕度模塊：

DS-HCHO甲醛傳感器：

PMS1003顆粒物濃度監(jiān)測模塊：

MH-Z19B二氧化碳濃度監(jiān)測模塊：

4系統(tǒng)實現(xiàn)

原文提供項目源碼，可點擊文末閱讀原文跳轉(zhuǎn)獲取。下面簡要分析幾個模塊：

1void hal_entry (void）函數(shù)這是系統(tǒng)進入的原始接口，實現(xiàn)方式是串行模式，最開始初始化系統(tǒng)，LED、按鍵、串口打印、串口通信，溫度傳感器、CO2、空氣質(zhì)量傳感器、OLED、HCHO、Beep，然后進入while循環(huán)依次調(diào)用各模塊數(shù)據(jù)讀取接口

2CO2模塊根據(jù)數(shù)據(jù)CO2數(shù)據(jù)使用手冊，實現(xiàn)數(shù)據(jù)讀取校驗功能

3溫度傳感器根據(jù)sht30溫度模塊數(shù)據(jù)手冊，完成數(shù)據(jù)采集讀取功能

4空氣質(zhì)量傳感器這里使用的PMS1003空氣質(zhì)量傳感器，可以采集PM1.0, PM2.5, PM10等顆粒物濃度，可以根據(jù)項目需求進行調(diào)整

5HCHOHCHO甲醛濃度傳感器，目前使用的這個模塊能采集多種有毒有害氣體，根據(jù)數(shù)據(jù)手冊實現(xiàn)了采集校驗，區(qū)分氣體類型功能

6RA6M5與ESP8266通信通過串口回調(diào)，實現(xiàn)RA6M5與ESP8266數(shù)據(jù)的通信傳輸功能

5項目效果展示

終端顯示畫面（點擊圖片可查看大圖）：

板子畫面：

審核編輯：湯梓紅