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方案概述

近年來(lái)，清潔的室內(nèi)空氣成為諸多重視健康生活人士的新需求。評(píng)價(jià)室內(nèi)空氣質(zhì)量的重要指標(biāo)有2個(gè)：

TVOC（揮發(fā)性有機(jī)化合物）

TVOC是在室溫或更高溫度下蒸發(fā)的含碳物質(zhì)。短期接觸會(huì)導(dǎo)致刺激、頭暈或哮喘惡化；長(zhǎng)期接觸則可能會(huì)導(dǎo)致肺癌或損害肝臟、腎臟或神經(jīng)系統(tǒng)。

溫濕度

40-60%的相對(duì)濕度是人類(lèi)理想的舒適度范圍。極度干燥的空氣會(huì)刺激呼吸道，而過(guò)分潮濕的空氣會(huì)導(dǎo)致冷凝，進(jìn)而引發(fā)霉菌滋生，其他影響可能包括頭痛甚至偏頭痛。

改善室內(nèi)空氣質(zhì)量有兩種方式：通風(fēng)和凈化。對(duì)于家庭或小型封閉空間而言，如果周?chē)氖彝饪諝飧蓛簦硐脒x擇是打開(kāi)窗戶(hù)或使用智能通風(fēng)系統(tǒng)進(jìn)行通風(fēng)。室內(nèi)空氣質(zhì)量的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)可用于配置空氣凈化系統(tǒng)或智能管理通風(fēng)系統(tǒng)，本文基于野火啟明6M5開(kāi)發(fā)板利用騰訊云物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)IoT Explorer和騰訊連連小程序開(kāi)發(fā)了能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)測(cè)室內(nèi)空氣質(zhì)量的應(yīng)用。

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系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

系統(tǒng)采用野火啟明6M5開(kāi)發(fā)板作為控制核心，esp8266無(wú)線wifi模塊用于和騰訊物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)通信，svm40模塊用于采集室內(nèi)VOC指數(shù)、溫濕度，led和按鍵用于人機(jī)交互，用戶(hù)可通過(guò)微信小程序?qū)崟r(shí)查看監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖所示：

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硬件介紹

3.1SGP30

SGP30是一款單一芯片上具有多個(gè)傳感元件的金屬氧化物室內(nèi)氣體傳感器，內(nèi)部集成4個(gè)氣體傳感元件，具有完全校準(zhǔn)的空氣質(zhì)量輸出信號(hào)，主要是對(duì)空氣質(zhì)量進(jìn)行檢測(cè)。可以輸出：TVOC（Total Volatile Organic Compounds，總揮發(fā)性有機(jī)物），量程為0~60000ppb；CO2濃度，量程400~60000ppm。

3.2ESP8266

ESP8266 Wi-Fi模塊作為可以進(jìn)行WiFi傳輸?shù)哪K集成了業(yè)內(nèi)領(lǐng)先的Tensilica L106超低功耗32位微型MCU，帶有16位精簡(jiǎn)模式，主頻可達(dá)160MHz。同時(shí)支持RTOS（Real Time Operating System）集成Wi-Fi MAC/BB/RF/PA/LNA和IEEE802.11 b/g/n協(xié)議，支持完整的TCP/IP協(xié)議棧，也支持STA（Station），AP（Access Point），ATA+AP三種模式。

3.3野火啟明6M5開(kāi)發(fā)板

啟明6M5是野火電子基于瑞薩RA系列微控制器設(shè)計(jì)的一款開(kāi)發(fā)板，具體實(shí)物如下圖。

啟明6M5開(kāi)發(fā)板板載的是瑞薩的RA6M5芯片（型號(hào)：R7FA6M5BH3CFC），RA6M5基于Cortex-M33內(nèi)核，主頻高達(dá)200MHz，具有512KB SRAM、2MB Code Flash和8KB Data Flash。

野火啟明6M5開(kāi)發(fā)板硬件資源：

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系統(tǒng)亮點(diǎn)

支持騰訊連連小程序查看數(shù)據(jù)(TVOC指數(shù)、二氧化碳)

支持騰訊云IoT Explorer平臺(tái)實(shí)時(shí)查看上報(bào)數(shù)據(jù)信息（TVOC指數(shù)、二氧化碳）

支持騰訊連連微信公眾號(hào)信息推送（TVOC超標(biāo)告警）

采用騰訊云可視化編輯器自定義騰訊連連小程序界面

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系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)

系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)分為2個(gè)部分，一是云端產(chǎn)品建立、小程序界面配置，二是MCU端編程。在騰訊物聯(lián)網(wǎng)開(kāi)發(fā)平臺(tái)IoT Explorer創(chuàng)建產(chǎn)品并按照平臺(tái)規(guī)則設(shè)置數(shù)據(jù)點(diǎn)，設(shè)計(jì)小程序界面：

設(shè)備端開(kāi)發(fā)主要完成單片機(jī)的外設(shè)初始化、傳感器數(shù)據(jù)讀取、mqtt協(xié)議數(shù)據(jù)發(fā)送功能。基于RT-Thread開(kāi)發(fā)，只需要添加傳感器驅(qū)動(dòng)、wifi驅(qū)動(dòng)、IoT平臺(tái)驅(qū)動(dòng)即可，十分簡(jiǎn)單，在底層適配一下板卡即可：

添加了tencent-iot軟件包和傳感器驅(qū)動(dòng)軟件包：

傳感器數(shù)據(jù)采集線程將數(shù)據(jù)采集后通過(guò)消息隊(duì)列發(fā)送給mqtt上傳線程原文提供源碼，請(qǐng)點(diǎn)擊文末閱讀原文獲取項(xiàng)目源碼。

程序運(yùn)行正常的情況下，在云平臺(tái)調(diào)試界面就可以看到設(shè)備發(fā)送的數(shù)據(jù)，進(jìn)入騰訊連小程序連接設(shè)備后也能看到之前設(shè)計(jì)的小程序界面。

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總結(jié)

很幸運(yùn)能夠參加這次比賽，再次感謝瑞薩與野火的活動(dòng)支持，通過(guò)活動(dòng)學(xué)習(xí)到了瑞薩單片機(jī)圖形化非常簡(jiǎn)單傻瓜化的開(kāi)發(fā)方式，野火6M5開(kāi)發(fā)板資料十分豐富。

審核編輯：劉清