智能空气污染监测仪

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木木&点点发布时间：2019-3-5 12:46

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实时确定整个城市的空气污染是一项艰巨的任务。我们可以使用车辆来监控空气质量。

这个项目中使用的东西

硬件组件

STM32F103蓝色药丸 × 1

NodeMCU ESP8266分线板 × 1

DHT11温湿度传感器（4针） × 1

Seeed Grove - 晴雨表传感器（BMP280）× 1

Seeed Grove - 气体传感器（MQ2） × 1

Seeed Grove - 光传感器 × 1

定制PCB × 1

SparkFun IMU突破 - MPU-9250 × 1

介绍

我们为什么要建造这个？

实时确定整个城市的空气污染是一项艰巨的任务。这会影响人们的健康和思想。虽然政府采取措施防止空气污染，但实际上并不能实施。

空气污染对交通系统有严重的问题。在印度，根据印度时报道，“空气污染声称德里每年都有比道路交通事故更多的生命！”

空气污染是世界十大杀手之一，也是印度第五大死亡原因，科学与环境中心的一份报告称，德里每年约有10,000至30,000人死亡。星期二。

根据德里交通警察的统计，去年有1,671人死于交通事故。即使考虑到这些数据可能报告不足的事实，空气污染仍然更加致命！

硬件构建

图层：

空气质量与人类健康密切相关。为了连续跟踪空气质量，监控单元可以放置在车辆中。收集传感器的数据并将其发布到云端。

来自云的数据使用Android应用程序提取，该应用程序提供有关该特定位置的空气质量水平的信息。

这个怎么运作

传感器数据使用STM开发板计算并发送到云。温度，压力，湿度，GPS，热量，二氧化碳等数据被送入云端。Android应用程序允许用户实时查看污染数据。

基本硬件组件

STM32蓝板：

蓝板是最流行，超便宜和紧凑的STM32F103板的昵称。

它具有比红板更好的可用性，并且比黑板更长。另见非常相似的RobotDyn黑板。

特征：

板：通用STM32F103系列

主板部件号：BluePill F103C8

串行接口：使用通用串行启用

闪存大小：64k（你可以尝试128k;大多数主板以64k的价格出售，但实际上有128k的闪存）

上传方式：ST Link

NodeMCU ：

NodeMCU是一个开源的物联网平台。它包括在EspressifSystems的ESP8266 Wi-Fi SoC上运行的固件，以及基于ESP-12模块的硬件。默认情况下，术语“NodeMCU”是指固件而不是开发套件。固件使用Lua脚本语言。它基于eLua项目，并基于Espressif Non-OS SDK for ESP8266构建。它使用许多开源项目，例如lua-cjson和SPIFFS。

ESP8266的功能包括：

可以使用简单而强大的Lua编程语言或Arduino IDE进行编程。

包括USB-TTL，即插即用。

10个GPIO D0-D10，PWM功能，IIC和SPI通信，1-Wire和ADC A0等都在一块板上。

Wifi网络（可用作接入点和/或电台，托管网络服务器），连接到互联网以获取或上传数据。

用于网络应用程序的事件驱动API。

PCB天线。

无线连接：Wi-Fi：802.11 b / g / n

外围接口

安全

能源管理：

第1步：STM32 BluePill和NodeMCU入门

在这个项目中，我们将与温度传感器，陀螺仪，加速度计，磁力计，气压计，空气质量，环境光以及发布传感器数据的固件连接。

将STM32 Blue药丸的Tx和Rx引脚连接到NodeMCU板的USART。

第2步：连接其他传感器

此项目应连接温度，湿度，气压计，空气质量，环境光，热量水平，土壤湿度，水流量传感器和电机控制。注意：大多数传感器都内置在此恩智浦套件中。

现在我们将看到如何将其他传感器与STM32 Blue Pill连接。

连接DHT11：

DHT11传感器通过测量两个电极之间的电阻来检测水蒸气。湿度感测组件是保湿基板。当水蒸气被基板吸收时，离子被基板释放，这增加了电极之间的导电性。两个电极之间的电阻变化与计算的相对湿度成比例。较高的相对湿度（RH）降低了电极之间的电阻，而较低的相对湿度增加了电极之间的电阻，即相对湿度与两个电极之间的电阻成反比。

在这里，我们将DHT11温度和湿度传感器连接到STM32的数字引脚。

STM32的模拟引脚PA0用于输出信号。

连接：

STM32 Blue Pill ------------------------------------- DHT11

VCC（3.3v） - > Vcc（3.3v）

GND - >地（0V）

PA0 - >信号

计算DHT11的温度和湿度并将其存储在变量中，这些变量将被传送到项目的下一部分。

连接BMP280传感器：

博世的BMP280气压传感器将测得的气压（环境气压）和环境温度作为原始值，输出现在可以通过I2C或SPI接口输出。但与BMP180相比，BMP280还有一些改进。

映射模块的默认I2C地址为0x76 ，可以通过模块上的焊接桥更改为0x77 。

在这里，我使用SPI协议与Arduino进行通信。

借助存储在传感器中的12个补偿参数，可以根据原始值确定该位置的气压（站级气压），海拔高度和环境温度。

连接：

STM32 Blue Pill ---------------------------------- BMP280

VCC（3.3v） - > Vcc（3.3v）

GND - >地（0V）

PB12 - > CS

PB14 - > MOSI

PB15 - > MISO

PB13 - > SCK

连接MPU9250 传感器：

所述MPU-9250 是从InvenSense®最新9轴MEMS传感器。这取代了流行的EOL'd MPU-9150。与MPU-9150相比，InvenSense®降低了功耗并减小了44％的尺寸。“陀螺噪声性能提高3倍，罗盘满量程范围比竞争产品高出4倍。”MPU-9250使用16位模数转换器（ADC）对所有9个轴进行数字化处理。

该小号ystem 我Ñ P ackage（SIP）结合了两个芯片：MPU-6500，其包含3轴陀螺仪，3轴加速度计，和AK8963，3轴磁强计。

连接：

STM32 Blue Pill ------------------------------- BMP280

VCC（3.3v） - > Vcc（3.3v）

GND - >地（0V）

PB8 - > SCL

PB9 - > SDA

接口空气传感器：

在这里，我接口MQ5气体传感器，这是市场上可用的通用气体传感器，更适合检测和确定LPG浓度。

该模块有两种输出可能性

模拟输出可用于检测气体泄漏，并使用固件中实施的某些算法测量气体泄漏量，气体泄漏水平以ppm为单位。

数字输出可用于检测气体泄漏。当气体泄漏时，Arduino设定中断，表示气体泄漏。

STM32的数字引脚PA8用于输出信号。

连接：

STM32 Blue Pill ------------------------------- MQ5

VCC（3.3v） - > Vcc（3.3v）

GND - >地（0V）

PA8 - >数据

接口光传感器：

LDR是光依赖电阻器。LDR由半导体材料制成，使其具有光敏特性。有许多类型，但一种材料很受欢迎，它是硫化镉（CdS）。这些LDR或PHOTO RESISTORS的工作原理是“光电导率”。现在这个原理所说的是，每当光线落在LDR的表面上（在这种情况下），元件的电导增加，换句话说，当光线落在LDR的表面上时，LDR的电阻下降。由于LDR是表面上使用的半导体材料的特性，因此实现了LDR的电阻降低的这种特性。