☰ Оглавление

Делаем систему контроля качества воздуха внутри помещений

В этом уроке на основе Ардуино и нескольких комплектующих мы сделаем систему контроля качества воздуха внутри помещений.

Система контроля качества воздуха нам будет необходима для обнаружения токсичных газов в квартире или в доме.

Комплектующие

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

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.

Ардуино+