物联网空气质量检测传感器

一、产品简介

基于ESP32-s3单片机设计的一款空气质量检测传感器，集一氧化碳,甲烷,有害气体（氨气、硫化物等），烟雾浓度（丙烷），温度,湿度于一体，带外壳，支持WIFI联网，可远程查看检测状态。软件方面主要涉及的技术有WIFI、MQTT、ADC、UART、RS485、RMT、IIC、OTA、NVS非易失性存储库、FreeRTOS实时操作系统等等。该产品不仅实用性高且非常适合学习提升自己。

二、应用场景

适用于环境监测、灾害预警、办公室、家居客厅、实验室、工厂等需要实时检测显示空气质量,温湿度的场合。

三、产品概述

1.可以使用DC电源连接器12V供电，也可以使用RJ45网口5V或者USB Type-C 5V接口进行供电。推荐主要使用12V供电，RJ45网口用于进行485通信(将传感器数据通过有线的方式传给别的主控板)，Type-C用于程序烧录下载。

2.作为边缘节点的物联网传感器，数据还可以连接WIFI后通过MQTT连接客户端，无线的方式进行上传显示温湿度及其他各种气体的数值和状态挡位。

3.各气体传感器分为四个状态挡位：优良，较良，较差，极差。

4.每次上电会先进行预热与感知附近环境三分钟，三分钟后数据正常发送。初次使用设备会进行校准，校准时间三分钟，校准完成后蜂鸣器会提示，同时灯光状态也会变化。后续再次使用时不需重新校准。也可以再次启动重新校准模式，长按按键大于3秒小于6秒内即可触发。

5.任何一种气体超过阈值都会触发蜂鸣器报警，若觉得吵闹，短按按键3秒以内可以静音取消蜂鸣器报警。

6.有五个RGB灯珠会使用多种颜色通过呼吸灯、流水灯、闪烁灯提示设备的不同状态，搭配外壳会有极好的效果，突显设备的智能感与美感。校准时蓝色流水灯，正常检测中绿色呼吸灯，报警时红色闪烁灯。

7.支持WIFI连接网络及MQTT通信将设备状态即数据等上传至服务器，MQTT没有绑定具体的某个平台，开放MQTT主题参数等配置，可以自定义MQTT服务器参数。注：接口和代码已经写好，并进行了注释，使用者可以在此基础上进行简单的代码编写二次开发，自定义更改参数即可，也可以仅配置服务器地址及端口号直接使用。

8.支持OTA在线升级固件。注：接口和代码已经写好，并进行了注释，使用者可以在此基础上进行简单的代码编写二次开发，自定义更改参数url即可。

9.使用了NVS非易失性存储库，可以掉电保存初始校准的各指标修正值参数，wifi名称和密码。注：已经封装好函数，若还想保存其他数据，更改函数中的键值对即可

10.大概粗略成本(包含PCB费用)单个板子50元左右。

四、产品参数

1. PCB尺寸：

14.31cmx14.3mm,2层板，PCB厚度1.6mm，有铅喷锡

供电方式：DC直流电源

系统供电: 12V/0.8A

2. WIFI参数：支持2.4G WIFI

3. TCP：IPV4

4. MQTT:V3.1.1

5. 温湿度芯片特性：

产品型号:AHT20

供电电压:2.2~5.5VDC

测量范围:-40~+120°C，0~100%RH

测量精度:±0.3℃(典型)，±2%RH(25°C)

分辨率：0.01°C，0.024%RH

重复性：±0.1'C，±0.1%RH

迟滞：±0.1°C，±1%RH

响应时间(t63%)：5~30s(温度)，8~30s(湿度)

年漂移：<0.1°C/yr，<1%RH/yr

输出信号：IIC信号

6. 空气质量传感器参数

工作电压：DC 5V

工作电流：≤ 40mA

加热电阻：31Ω ± 3Ω

环境温度：-10℃~50℃

相对湿度：≤ 95%RH

气体检测范围：100ppm~1000ppm

灵敏度：R（RS/R0）≥ 3

注：具体所用硬件参数资料查看对应的附件资料包。

五、使用说明

1.typ-c烧录程序，DC 12V为设备供电，可以同时供电。

2.产品的使用教程见演示视频。

六、备注

1.本工程软件部分使用的是ESP-IDF+FreeRtos平台

2.初次使用设备时，需要将设备放置在洁净空气下进行校准，设备校准三分钟，灯的状态会有提示。

3.长按按键5秒后，设备重新校准。报警时,短按按键3秒内，关闭蜂鸣器声音。

4.作为边缘节点传感器本设备主要是MQTT通信及RS485通信获取数据。同时为方便用户自定义MQTT参数，提供了MQTT的程序和接口，但同时也给没有接触过MQTT的伙伴造成一定难度，有MQTT服务器配置及Vscode+ESP-IDF使用等相关经验的人，可以尝试复刻。没有相关经验的，可以借此提高自己的能力，补上自己的短板。当然程序已经给出，可以直接运行。

七、演示视频

测试内容：1.检测正常绿色呼吸灯，检测异常红色闪烁灯，校准状态蓝色流水灯，搭配外壳使用效果极佳。

2.串口打印log及mqtt客户端展示各传感器数据，另有RS485接口传输数据。

3.超过阈值进行蜂鸣器报警，短按按键可消音处理。

4.长按按键启动重新校准。