電氣小混混的環境盒子——持續更新

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0 背景

2014年5月11日，墨跡天氣在北京798舉行了一場智能硬體的發布會，推出了墨跡天氣的智能硬體產品——墨跡空氣果。空氣果主要檢測環境中的溫度、濕度、PM2.5和二氧化碳濃度，支持語音播報、LED顯示和手勢操作。

不過售價為999元卻令人咋舌，這讓小混混萌生自己做一個環境盒子的想法。

1 構想

1.1 硬體系統

硬體系統基於Arduino。Arduino是開源硬體的典型代表，Arduino開放的控制器板卡、簡單易用的Arduino IDE，以及Arduino簡單易懂的語言，將會極大簡化硬體部分的設計。

1.2 監測系統

監控系統採用Labview進行開發。Labview是圖形化編程軟體的代表，採用圖形化編程語言進行軟體設計，具有表達形象、易於閱讀、便於理解的優點。只需要選擇合適的控制項併合理布局，很輕鬆地就可以構建出一個漂亮的儀器硬體界面；框圖部分採用直觀的連線方式實現函數之間的數據傳遞。

初期採用有線連接，後續改進為無線連接。

1.3 移動終端

移動終端基於IOS和Android進行開發。只要有網路，就能夠實現對環境參數的實時在線觀測、預警等。

2 功能

檢測：環境中的溫度、濕度、PM2.5和二氧化碳濃度等；
報警：對環境參數設置閾值，超過一定界限則進行報警提示；
監控：通過Labview監控系統進行實時監控；
查看：通過手機移動客戶端實時進行觀測。

3 命名

學術叫法：基於Arduino+Labview的環境監測系統；
流行叫法：「智能硬體」環境盒子——EB。

PS：有木有高大上的感覺^^

4 功能設計

4.1 溫度監測

4.1.1 硬體設計

①器材：

Arduino UNO開發板；溫度感測器LM35；蜂鳴器；LED燈；220Ω電阻；導線若干

② 接線

溫度感測器：將溫度感測器平面對著自己，最左邊是 VCC 引腳（接+5v），中間為 VOUT （電壓值轀出引腳，接板子上的模擬引腳A0），最右邊的引腳為 GND 引腳（接板子上的 GND）。三個引腳分別接好就可以用了。

LED燈：將LED燈陰極接板子上的GND，陽極通過220偶么電阻接板子上的數字引腳4。
蜂鳴器：將蜂鳴器一端接板子上的GND，一端接接板子上的數字引腳9。

4.1.2 軟體設計

① Arduino部分

int buzzer=9;//設置控制蜂鳴器的數字IO腳nint LED_RED=4;//定義與紅燈連接的引腳nint i;nfloat SensorVaule;nvoid setup()n{n pinMode(buzzer,OUTPUT);//設置數字IO腳模式，OUTPUT為輸出n pinMode(LED_RED,OUTPUT);n Serial.begin(9600);// initialize serial communication at 9600 bits per second:n}nvoid loop()n{n i=analogRead(0);//讀取溫度感測器電壓值n SensorVaule=(float)i;n Serial.print(SensorVaule,2);n if(i>51)//溫度大於25度n {n digitalWrite(LED_RED,HIGH);//紅燈亮n delay(100);//延時1msn digitalWrite(LED_RED,LOW);//紅燈滅n delay(100);//延時msn digitalWrite(buzzer,HIGH);//蜂鳴器響n delay(100);//延時1msn digitalWrite(buzzer,LOW);//蜂鳴器不響n delay(100);//延時msn }n elsen {n digitalWrite(LED_RED,LOW);//紅燈亮n digitalWrite(buzzer,LOW);//不發聲音n }n delay(200);// delay in between reads for stabilityn}n

② Labview部分

溫度監測的前面板圖

溫度監測的程序框圖

4.1.3 運行結果

由上述監測面板可以看出，實測溫度為26℃，蜂鳴器響，LED燈閃爍。

4.2 濕度監測

4.3 二氧化碳濃度監測

4.4 PM2.5監測