В этом уроке на основе Ардуино и нескольких комплектующих мы сделаем систему контроля качества воздуха внутри помещений.
Комплектующие
Система контроля качества воздуха нам будет необходима для обнаружения токсичных газов в квартире или в доме.
Нам понадобятся несколько плат и сенсоров для системы контроля воздуха на Ардуино.
Аппаратное обеспечение
- Arduino Yun и Genuino Yun шилд × 1
- Arduino Leonardo × 1
- Arduino Yun × 1
- Arduino MKR GSM 1400 × 1
- Arduino MKR WAN 1300 × 1
- Seeed Grove - сенсор газа (MQ2) × 1
- Seeed Grove - сенсор качества воздуха v1.3 × 1
- Android устройство × 1
Приложения
- Платформа Thinger.io
О проекте
Рейтинг загрязнений воздуха внутри помещений создается Агентством по охране окружающей среды США (EPA) и его Научным консультативным советом. Этот рейтинг входит в пятерку экологических рисков для общественного здоровья.
Средний человек тратит около 90% своего времени в помещении, так что плохое качество воздуха в помещениях (IAQ) представляет значительный риск для общественного здравоохранения. Плохое качество воздуха может вызвать повышенные краткосрочные проблемы со здоровьем, такие как усталость и тошнота, а также хронические респираторные заболевания, сердечные заболевания и рак легких.
По оценкам, ежегодные затраты и потери производительности в США составляют от 10 до 20 млрд. долларов, связанных с синдромом больного здания, который определяется для описания острых последствий для здоровья и дискомфорта, которые, как представляется, связаны с плохим качеством воздуха в помещении и временем, проведенным в здании.
В этом проекте мы собираемся сделать систему контроля качества воздуха внутри помещений. Наша система будет подключена к Интернету, и в результате каждый сможет удаленно визуализировать форму индекса качества воздуха в любом месте.
Американская градация качества воздуха выглядит таким образом:
В левом столбце - Индекс Качества Воздуха. В среднем столбце - Уровень Здоровья Человека. В третьем столбце - цветовой индикатор, который сигнализирует о качестве воздуха.
Структурная схема системы выглядит таким образом:
Возможные направления применения этой системы:
- Дома и офисы
- Промышленные помещения
- Дистанционное зондирование для пожарных
- Исследования и сельское хозяйство
- Больницы и клиники
Оборудование и программы:
- Широкий диапазон плат IoT с WiFi (MKR1000 и Yún Rev2) и GSM / узкополосная связь (MKR FOX 1200, MKR WAN 1300 и MKR GSM 1400). Для прототипирования этого проекта использована Ардуино Леонардо с шилдоим Yún.
- Газовые датчики (MQ-2, 3, 7)
- Датчик качества воздуха (MQ-135)
- Android-устройство
- Платформа разработки мобильных приложений
- IoT облако
- Перемычки/провода
- Навыки программирования
- Arduino IDE / Arduino Web IDE
- Панель солнечных батарей для экологичного источника питания
Схема соединений
Датчик качества воздуха:
- VCC на вывод 5V Arduino
- GND на GND вывод Arduino
- SIG на A3 пин Arduino
Датчик газа MQ-2:
- VCC на вывод 5V Arduino
- GND на вывод GND Arduino
- SIG на A2 разъем Arduino
Датчик газа MQ-3:
- VCC на вывод 5V Arduino
- GND на вывод GND Arduino
- SIG на вывод A1 Arduino
Загрузка прошивки
Скачайте прошивку (исходный код) и загрузите ее на плату Arduino. Перед загрузкой убедитесь, что у вас есть все библиотеки.
Репозиторий git:
https://github.com/Mohammadsalahuddin/indoor_air_quality_monitoring
Подключение облака
Пожалуйста, обратитесь к разделу документации thinger.io для облачной связи - http://docs.thinger.io/arduino
Важно! Мобильное приложение на данный момент собирает данные из учетной записи автора и в результате, если устройство находится в отключенном режиме, мобильное приложение не отображает никаких данных (NaN).
Код устройства
Код для Ардуино вы можете скачать или скопировать ниже.
// Air Quality monitoring
#include
#include
// The Thinger.io cloud
#define USERNAME "YOUR_USER_NAME"
#define DEVICE_ID "YOUR_DEVICE_ID"
#define DEVICE_CREDENTIAL "YOUR_CREDENTIAL"
ThingerYun thing(USERNAME, DEVICE_ID, DEVICE_CREDENTIAL);
void setup() {
pinMode(A0, INPUT);
pinMode(A1, INPUT);
pinMode(A2, INPUT);
pinMode(A3, INPUT);
// initialize bridge
Bridge.begin();
// resource output example (i.e. reading a sensor value, a variable, etc)
thing["LPG"] >> outputValue(analogRead(A0)); // optional
thing["CO2"] >> outputValue(analogRead(A1));
thing["CO"] >> outputValue(analogRead(A2));
thing["AIRQ"] >> outputValue(analogRead(A3));
// more details at http://docs.thinger.io/arduino/
}
void loop() {
thing.handle();
}
Демо
На видео можно увидеть прототип устройства системы контроля качества воздуха и его работу.
В планах на будущее этой системы могут быть добавлены следующие функции:
- индикатор.
- сигнал тревоги, основанный на зуммерах, когда обнаруживается высокая степень загрязнения.
- push-уведомление пользователей в случае опасной ситуации.