室内大气监测系统

发布时间：2021-05-07

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室内大气监测系统

发布时间：2021-05-07

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室内大气监测系统是一个由可变传感器和控制板组成的系统，用于监测多个房间/位置的温度、湿度和空气质量。信息管理系统的目标是解决缺乏房间当前状态信息的问题，并以非侵入性的方式提供这些信息。该系统包含一个钟面，以及在空气中有危险污染时发出铃声的能力，类似于火警，这使得其成为一种多功能设备，真正提高了它的新颖性。

创建三个版本的温度、湿度和空气质量传感器系统，每个传感器系统都放置在房子的不同房间中，并显示LED灯。当空气中没有有毒气体的威胁时，传感器系统将相互独立工作，并通过LED灯显示房间的温度和湿度。当其中一个传感器系统检测到有毒气体的威胁时，它们都会进行通信，并开始闪烁所有红色的发光二极管，以通知所有房间有危险。

硬件组件：

粒子氩
温度传感器
气体传感器（MQ2）
DHT11温湿度传感器
LED

传感器板电路图：

传感器板布局图：

代码：

1）传感器板代码（将数据传输至接收器代码和板）

//物联网项目I.A.M.S室内空气质量监测仪
//Nate Hardy - 2021

#include <Adafruit_DHT.h> //包括Afruit DHT库

#define DHTPIN 5 //DHT11传感器针脚
#define DHTTYPE DHT11 //设置正确的DHT传感器类型

DHT dht(DHTPIN, DHTTYPE); //使用指定的DHT销和类型使DHT传感器小型化

const int TMP36Pin = A1; //TMP-36温度传感器引脚
const int MQ2 = A5; //MQ-2 CO2传感器引脚

double voltage, TMP36F, TMP36C, h, t, f, MQ2value;
int reading = 0;

void setup() {
//启动串行并打印消息！
   Serial.begin(9600);
   Serial.println("IOT PROJECT IAMS Serial Test OKAY");

   pinMode(TMP36Pin, INPUT); //在输入模式下启动TMP36的引脚
   pinMode(MQ2, INPUT); //在输入模式下启动MQ-2的引脚

   dht.begin(); //Initilize the DHT sensor

   //启动Paricle.io变量

   Particle.variable("DHT-11 in degF", f);
   Particle.variable("DHT-11 in degC", t);
   Particle.variable("DHT-11 in %h", h);

   Particle.variable("TMP36 in degF", TMP36F);
   Particle.variable("TMP36 in degC", TMP36C);
   Particle.variable("TMP36 volts", voltage);

   Particle.variable("MQ-2 Data", reading);
}

void loop() {
delay(2000); // 在测量之间等待几秒钟。

MQ2value = analogRead(MQ2); //从MQ-2传感器读取数据
reading = analogRead(TMP36Pin); //从TMP36读取数据

//转换来自TMP36的数据
voltage = (reading * 3.3) / 4095.0; //将数据转换为10mv/deg
TMP36C = (voltage - 0.5) * 100.0; //计算degC值
TMP36F = (TMP36C * (9/5) ) + 32.0; //根据温度梯度值计算温度梯度

//读取温度或湿度大约需要250毫秒！
//传感器读数也可能长达2秒(这是一个非常慢的传感器)
   h = dht.getHumidity(); // 读取温度
   t = dht.getTempCelcius(); // 读取温度为℃
   f = dht.getTempFarenheit(); // 读取温度为℉

// 检查是否有读取失败，并提前退出(重试)。
   if (isnan(h) || isnan(t) || isnan(f)) {
       Serial.println("Failed to read from DHT sensor!");
       //返回;
   }

/* ==============================================
发送云数据
============================================== */
   Particle.publish("DHT-11 in degF", String(f));
   Particle.publish("DHT-11 in %h", String(h));

   Particle.publish("TMP36 in degF", String(TMP36F));

Particle.publish("MQ-2 Data", String(MQ2value));

/* ==============================================
发送串行数据
============================================== */
//MQ-2传感器数据
Serial.println("MQ-2 DATA");
Serial.println(MQ2value);
Serial.println("");

//TMP-36 传感器数据
Serial.println("TMP-36 DATA");
Serial.print("Voltage: ");
Serial.println(voltage);

Serial.print("degC");
Serial.println(TMP36C);

Serial.print("degF");
Serial.print(TMP36F);

//DHT11 传感器数据

   Serial.println("Humid: ");
   Serial.print(h);
   Serial.print("% - ");
   Serial.print("Temp: ");
   Serial.print(t);
   Serial.print("*C ");
   Serial.print(f);
   Serial.print("*F ");

// 计算热指数
//必须以华氏温度发送！
/*   float hi = dht.getHeatIndex();
   float dp = dht.getDewPoint();
   float k = dht.getTempKelvin(); */

/*   Serial.print(k);
   Serial.print("*K - ");
   Serial.print("DewP: ");
   Serial.print(dp);
   Serial.print("*C - ");
   Serial.print("HeatI: ");
   Serial.print(hi);
   Serial.println("*C");
   Serial.println(Time.timeStr()); */
}

2）接收器板代码（它根据传感器板和程序发送的数据调整发光二极管）

//物联网项目IAMS接收器代码
//Nate Hardy - 2021

const int redP = 2; //RGB LED红色引脚
const int greenP = 3; //RGB LED绿色引脚
const int blueP = 4; //RGB LED蓝色的引脚

const int baseTemp = 70; //将测量温度与基础温度进行比较
const int baseHumid = 30; //将测量值与基准湿度进行比较
const int goodCO2 = 1350; //CO2水平被视为“安全”

double temp; //计算温度值
int DHT11TempVar, DHT11HumidVar, TMP36temp, MQ2Var; //其他氩气传感器值的变量
int red, green, blue; //发送到LED的红色、绿色和蓝色值

void DHT11temp(const char *event, const char *data) {
DHT11TempVar = atof(data); //从DHT-11温度读取云数据
}

void DHT11humid(const char *event, const char *data) {
DHT11HumidVar = atof(data); //从DHT-11卫星读取云数据
}

void TMP36(const char *event, const char *data) {
TMP36temp = atof(data); //从TMP-36读取云数据
}

void MQ2(const char *event, const char *data) {
MQ2Var = atof(data); //从MQ-2传感器读取云数据
}

void RGBWrite(int redV, int greenV, int blueV) {
analogWrite(redP, redV); //函数将数据写入RGB LED
analogWrite(greenP, greenV);
analogWrite(blueP, blueV);
}

void setup() {
Serial.begin(9600); //串行设置和自检
Serial.println("Serial Test OK");

pinMode(redP, OUTPUT); //RGB LED的设置引脚模式
pinMode(greenP, OUTPUT);
pinMode(blueP, OUTPUT);

red = 100; //初始化不同颜色的值
green = 100;
blue = 100;

Particle.subscribe("DHT-11 in degF", DHT11temp); //订阅其他服务器输出的数据
   Particle.subscribe("DHT-11 in %h", DHT11humid);

   Particle.subscribe("TMP36 in degF", TMP36);

Particle.subscribe("MQ-2 Data", MQ2);

}

void loop() {
delay(2000);

Serial.println(DHT11TempVar); //打印接收到的串行数据
Serial.println(DHT11HumidVar);
Serial.println(TMP36temp);
Serial.println(MQ2Var);

temp = (DHT11TempVar + TMP36temp)/2; //两个传感器之间的平均温度
RGBWrite(0,0,0);

if (MQ2Var >= goodCO2) {
RGBWrite(255,0,0);
} else if (temp >= baseTemp + 5) {
RGBWrite(0,0,255);
} else if (temp <= baseTemp - 5 ) {
RGBWrite(0,0,255);
} else if (DHT11HumidVar <= baseHumid - 10) {
RGBWrite(255,255,0);
} else if (DHT11HumidVar >= baseHumid + 10) {
RGBWrite(0,255,255);
} else {
RGBWrite(0,0,0);
}
}