基于瑞萨RA6M5 MCU的室内环境监测系统设计

1项目简介

空气污染越来越被大家重视，人们80%的时间都是在室内度过的，室内的空气环境质量对人们的身体健康更是息息相关。本项目旨在开发一款室内环境监测系统，用于监测室内温度、湿度、PM2.5、甲醛等有害气体浓度，并提供实时数据显示、报警功能，以保障室内环境的健康与安全。项目特点如下：

1多参数监测：系统可同时监测室内温度、湿度、PM2.5、甲醛等有害气体浓度，提高了监测范围和准确性。

2数据实时显示：系统提供实时数据显示功能，用户可随时了解室内环境的变化情况。

3报警功能：当室内环境出现异常时，系统将自动发出报警提示，提醒用户及时采取措施。

4安装简便：系统采用无线连接方式，无需复杂的布线过程，安装简单方便。

5智能化控制：用户可通过手机APP或网页端远程控制系统，实现智能化管理和控制。

6数据分析：系统可对历史数据进行分析，提供详细的报表和趋势图，帮助用户更好地了解室内环境状况。

2系统设计与实现

将各个传感器模块采集的数据传送到启明RA6M5，进行数据处理和组包，在OLED屏上显示实时采集的数据，监测各个模块采集数据是否在合理范围，当超出安全值时，根据不同梯度范围，使蜂鸣器发出不同音调的声音进行提示。数据组包完成后，与板载的ESP8266进行通信，将采集的数据通过WiFi远程传输到Blinker服务器中，手机端访问blinker应用可查看历史和当前监测的室内环境数据信息。

系统框图如下：

3硬件模块

系统整体分为四大部分，分别是：

数据采集：各个传感器感知采集数据

数据处理传输：启明RA6M5（最强大脑），板载ESP8266

数据显示：0.96寸OLED屏，Blinker终端显示

报警提示：蜂鸣器。

传感器模块包括温湿度采集SH30、颗粒物浓度监测 PMS1003、二氧化碳浓度监测MH-Z19B、甲醛浓度监测DS-HCHO，每个模块的具体性能暂不一一列举了（淘宝百度很详细），以下贴几张图示意。

SH30温湿度模块：

DS-HCHO甲醛传感器：

PMS1003颗粒物浓度监测模块：

MH-Z19B二氧化碳浓度监测模块：

4系统实现

原文提供项目源码，可点击文末阅读原文跳转获取。下面简要分析几个模块：

1void hal_entry (void）函数这是系统进入的原始接口，实现方式是串行模式，最开始初始化系统，LED、按键、串口打印、串口通信，温度传感器、CO2、空气质量传感器、OLED、HCHO、Beep，然后进入while循环依次调用各模块数据读取接口

2CO2模块根据数据CO2数据使用手册，实现数据读取校验功能

3温度传感器根据sht30温度模块数据手册，完成数据采集读取功能

4空气质量传感器这里使用的PMS1003空气质量传感器，可以采集PM1.0, PM2.5, PM10等颗粒物浓度，可以根据项目需求进行调整

5HCHOHCHO甲醛浓度传感器，目前使用的这个模块能采集多种有毒有害气体，根据数据手册实现了采集校验，区分气体类型功能

6RA6M5与ESP8266通信通过串口回调，实现RA6M5与ESP8266数据的通信传输功能

5项目效果展示

终端显示画面（点击图片可查看大图）：

 

板子画面：

审核编辑：汤梓红