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

1項(xiàng)目簡(jiǎn)介

空氣污染越來(lái)越被大家重視，人們80%的時(shí)間都是在室內(nèi)度過(guò)的，室內(nèi)的空氣環(huán)境質(zhì)量對(duì)人們的身體健康更是息息相關(guān)。本項(xiàng)目旨在開(kāi)發(fā)一款室內(nèi)環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，用于監(jiān)測(cè)室內(nèi)溫度、濕度、PM2.5、甲醛等有害氣體濃度，并提供實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)顯示、報(bào)警功能，以保障室內(nèi)環(huán)境的健康與安全。項(xiàng)目特點(diǎn)如下：

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

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

3報(bào)警功能：當(dāng)室內(nèi)環(huán)境出現(xiàn)異常時(shí)，系統(tǒng)將自動(dòng)發(fā)出報(bào)警提示，提醒用戶及時(shí)采取措施。

4安裝簡(jiǎn)便：系統(tǒng)采用無(wú)線連接方式，無(wú)需復(fù)雜的布線過(guò)程，安裝簡(jiǎn)單方便。

5智能化控制：用戶可通過(guò)手機(jī)APP或網(wǎng)頁(yè)端遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)智能化管理和控制。

6數(shù)據(jù)分析：系統(tǒng)可對(duì)歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，提供詳細(xì)的報(bào)表和趨勢(shì)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(jì)與實(shí)現(xiàn)

將各個(gè)傳感器模塊采集的數(shù)據(jù)傳送到啟明RA6M5，進(jìn)行數(shù)據(jù)處理和組包，在OLED屏上顯示實(shí)時(shí)采集的數(shù)據(jù)，監(jiān)測(cè)各個(gè)模塊采集數(shù)據(jù)是否在合理范圍，當(dāng)超出安全值時(shí)，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(jìn)行提示。數(shù)據(jù)組包完成后，與板載的ESP8266進(jìn)行通信，將采集的數(shù)據(jù)通過(guò)WiFi遠(yuǎn)程傳輸?shù)紹linker服務(wù)器中，手機(jī)端訪問(wèn)blinker應(yīng)用可查看歷史和當(dāng)前監(jiān)測(cè)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(gè)傳感器感知采集數(shù)據(jù)

數(shù)據(jù)處理傳輸：?jiǎn)⒚鱎A6M5（最強(qiáng)大腦），板載ESP8266

數(shù)據(jù)顯示：0.96寸OLED屏，Blinker終端顯示

報(bào)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(cè) PMS1003、二氧化碳濃度監(jiān)測(cè)MH-Z19B、甲醛濃度監(jiān)測(cè)DS-HCHO，每個(gè)模塊的具體性能暫不一一列舉了（淘寶百度很詳細(xì)），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(cè)模塊：

MH-Z19B二氧化碳濃度監(jiān)測(cè)模塊：

4系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)

原文提供項(xiàng)目源碼，可點(diǎn)擊文末閱讀原文跳轉(zhuǎn)獲取。下面簡(jiǎn)要分析幾個(gè)模塊：

1void hal_entry (void）函數(shù)這是系統(tǒng)進(jìn)入的原始接口，實(shí)現(xiàn)方式是串行模式，最開(kāi)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(jìn)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(cè)，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)讀取校驗(yàn)功能

3溫度傳感器根據(jù)sht30溫度模塊數(shù)據(jù)手冊(cè)，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(xiàng)目需求進(jìn)行調(diào)整

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

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

5項(xiàng)目效果展示

終端顯示畫(huà)面（點(diǎn)擊圖片可查看大圖）：

板子畫(huà)面：

審核編輯：湯梓紅