空氣質(zhì)量日益惡化，不可避免的工業(yè)和城市化的增加將使它變得更糟。在AirVisual和綠色和平組織最近進(jìn)行的一項(xiàng)研究中，印度城市在世界污染最嚴(yán)重的30個(gè)城市中占據(jù)了22個(gè)位置，這是有失尊嚴(yán)的。在這一點(diǎn)上，已經(jīng)很清楚，我們必須對(duì)這個(gè)問(wèn)題迅速采取行動(dòng)。由于空氣污染不是肉眼可見(jiàn)的，因此重要的是要規(guī)范監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，通過(guò)實(shí)時(shí)測(cè)量污染物參數(shù)，并在空氣質(zhì)量下降超過(guò)一定水平時(shí)發(fā)出通知，從而真正了解城市的人們。

在本教程中，我們將制作一個(gè)基于物聯(lián)網(wǎng)的空氣質(zhì)量監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。該系統(tǒng)使用MQ135氣體傳感器和NodeMCU實(shí)時(shí)測(cè)量空氣質(zhì)量，并將數(shù)據(jù)發(fā)送到ThingSpeak平臺(tái)。ThingSpeak平臺(tái)與Twitter相連，因此每當(dāng)空氣質(zhì)量低于一定水平時(shí)，它就會(huì)向授權(quán)的Twitter賬戶(hù)發(fā)送Twitter通知，從而警告該特定地區(qū)的人們。我們之前使用ThingSpeak與ESP8266構(gòu)建氣象站和智能路燈。還可以通過(guò)以下鏈接查看所有ThingSpeak和ESP2866相關(guān)項(xiàng)目。

所需的材料

構(gòu)建這個(gè)基于物聯(lián)網(wǎng)的空氣質(zhì)量監(jiān)測(cè)系統(tǒng)需要以下硬件和軟件。

硬件

?NodeMCU

?MQ135氣體傳感器

?跳線(xiàn)

軟件

?ThingSpeak

?Arduino IDE

線(xiàn)路圖

NodeMCU空氣質(zhì)量計(jì)的完整電路圖如下圖所示。這非常簡(jiǎn)單，因?yàn)槲覀冎恍枰獙Q135傳感器與我們的ESP NodeMCU板連接起來(lái)。

MQ 135傳感器是4針多用途傳感器。它可以用來(lái)感應(yīng)苯、酒精、煙霧等氣體。MQ135傳感器內(nèi)部有一個(gè)電化學(xué)傳感器，該傳感器對(duì)室溫下使用的一系列氣體敏感。如果您想測(cè)量特定氣體，還可以閱讀其他物聯(lián)網(wǎng)傳感器。

MQ135傳感器的Vcc引腳與NodeMCU的Vin引腳連接，GND引腳與NodeMCU的GND引腳連接。而A0引腳與NodeMCU的A0引腳連接，如上圖所示。整個(gè)設(shè)置將由Node-MCU的micro-usb端口通過(guò)USB電纜供電。我使用連接器電線(xiàn)進(jìn)行連接，它看起來(lái)像下面的東西

ThingSpeak設(shè)置

ThingSpeak是一個(gè)開(kāi)源的物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)，它允許你聚合、可視化和分析云中的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)。你可以使用ThingSpeak控制你的設(shè)備，可以從你的設(shè)備向ThingSpeak發(fā)送數(shù)據(jù)，甚至你可以創(chuàng)建實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的即時(shí)可視化，并使用Twitter和Twilio等網(wǎng)絡(luò)服務(wù)發(fā)送警報(bào)。ThingSpeak集成了數(shù)值計(jì)算軟件MATLAB的支持。MATLAB允許ThingSpeak用戶(hù)編寫(xiě)和執(zhí)行MATLAB代碼來(lái)執(zhí)行預(yù)處理，可視化和分析。ThingSpeak至少需要15秒來(lái)更新你的讀數(shù)。在這個(gè)項(xiàng)目中，我們將使用ThingSpeak通過(guò)NodeMCU從MQ135傳感器獲取值，并繪制獲得的值隨時(shí)間變化的圖。如果MQ135的值讀為critical，我們也會(huì)從ThingSpeak發(fā)出tweet。

也可以將ThingSpeak與樹(shù)莓派和ESP32一起使用，使其適用于廣泛的物聯(lián)網(wǎng)項(xiàng)目。按照下面的步驟來(lái)設(shè)置你的ThingSpeak

第一步：只注冊(cè)粗體

要向Thingspeak發(fā)送數(shù)據(jù)，需要一個(gè)Thingspeak帳戶(hù)。

點(diǎn)擊右上角的“注冊(cè)”選項(xiàng)，填寫(xiě)所需的詳細(xì)信息

在此之后，驗(yàn)證您的電子郵件id并單擊continue。

步驟2：為您的數(shù)據(jù)創(chuàng)建一個(gè)僅粗體的通道

現(xiàn)在，當(dāng)您登錄您的帳戶(hù)時(shí)，通過(guò)點(diǎn)擊“新頻道”按鈕創(chuàng)建一個(gè)新頻道。

點(diǎn)擊“新通道”后，輸入您想要上傳的數(shù)據(jù)的名稱(chēng)和描述。例如，我正在發(fā)送MQ135傳感器數(shù)據(jù)，因此我將其命名為“Air Quality”。

在Field1中輸入數(shù)據(jù)的名稱(chēng)。如果要使用多個(gè)字段，可以選中“字段”選項(xiàng)旁邊的框，并輸入數(shù)據(jù)的名稱(chēng)和描述。

在此之后，點(diǎn)擊保存通道按鈕保存您的詳細(xì)信息。

步驟3:API Key僅加粗

為了向ThingSpeak發(fā)送數(shù)據(jù)，我們需要一個(gè)唯一的API密鑰，我們將在后面的代碼中使用它來(lái)上傳溫度和濕度到ThingSpeak網(wǎng)站。

點(diǎn)擊“API密鑰”按鈕獲取上傳傳感器數(shù)據(jù)的唯一API密鑰。現(xiàn)在復(fù)制你的“寫(xiě)API密鑰”。我們將在代碼中使用這個(gè)API鍵。

配置Arduino IDE編程N(yùn)odeMCU ESP8266

這里NodeMCU是使用Arduino IDE編程的，要做到這一點(diǎn)，你必須首先將NodeMCU板添加到Arduino IDE。

要做到這一點(diǎn)，打開(kāi)Arduino IDE并進(jìn)入File>>Preferences

然后將彈出一個(gè)新窗口，在“附加板管理器URL”中添加以下鏈接，然后單擊“確定”。

現(xiàn)在在你的Arduino IDE去工具>>板>>板管理器

然后搜索“ESP8266”，然后通過(guò)點(diǎn)擊“安裝”按鈕安裝“ESP8266由ESP8266社區(qū)”包(我已經(jīng)安裝了板，這就是為什么安裝按鈕在禁用)

完成安裝需要幾分鐘的時(shí)間。安裝完成后，您將能夠在您的board列表中看到NodeMCU

代碼的解釋

在開(kāi)始代碼之前，將MQ135傳感器庫(kù)添加到Arduino IDE中。為此，從下面的鏈接下載MQ135傳感器庫(kù)zip文件。

用于NodeMCU的MQ135庫(kù)

之后，在Arduino IDE點(diǎn)擊草圖>包括庫(kù)>添加Zip文件。選擇該文件，然后單擊Open。

在本教程的最后給出了完整的代碼和工作視頻，在這里我們解釋了完整的程序，以了解項(xiàng)目的工作原理。

該代碼首先包含MQ135傳感器庫(kù)和ESP8266 wifi庫(kù)。MQ135傳感器庫(kù)用于從MQ135傳感器讀取數(shù)據(jù)。之后，輸入ThingSpeak API密鑰和服務(wù)器地址，并定義將在代碼中使用的變量。

在void循環(huán)內(nèi)部，將測(cè)量函數(shù)空氣質(zhì)量，并使用. getppm()函數(shù)將值更改為PPM。之后，這些值將被發(fā)布到幾個(gè)ThingSpeak通道。

用于空氣質(zhì)量監(jiān)測(cè)的NodeMCU編程

現(xiàn)在，當(dāng)我們的代碼準(zhǔn)備好上傳時(shí)，將NodeMCU與筆記本電腦連接，并正確選擇板和端口，然后單擊upload按鈕。上傳代碼后，打開(kāi)串口監(jiān)視器。使串行監(jiān)視器波特率為115200。您將在串行監(jiān)視器上看到您的Wi-Fi Id、密碼和PPM值。

現(xiàn)在轉(zhuǎn)到ThingSpeak網(wǎng)站并檢查您的頻道，您將看到以PPM為單位的當(dāng)前空氣質(zhì)量值，如下圖所示。

完整的硬件設(shè)置以及在我的筆記本電腦上打開(kāi)的圖形和串行監(jiān)視器如下所示。

從ThingSpeak發(fā)送Twitter通知

現(xiàn)在我們的下一個(gè)任務(wù)是在空氣質(zhì)量下降到一定水平時(shí)發(fā)送推特通知。為此，你必須將你的twitter賬戶(hù)與ThingSpeak連接起來(lái)。要做到這一點(diǎn)，去你的ThingSpeak頻道，點(diǎn)擊Apps > ThingTweet >鏈接帳戶(hù)。

在下一個(gè)窗口輸入你的推特用戶(hù)名和密碼，點(diǎn)擊“授權(quán)應(yīng)用程序”?，F(xiàn)在，當(dāng)你授權(quán)了ThingTweet，它可以閱讀和發(fā)布推文在你的時(shí)間軸上。

回到ThingSpeak頻道，然后點(diǎn)擊Apps > React > New React。

在React窗口中填寫(xiě)詳細(xì)信息。在condition中，選項(xiàng)卡選擇Numeric，因?yàn)槲覀兿胍l(fā)送一個(gè)特定數(shù)值的tweet，在condition選項(xiàng)卡中選擇通道名稱(chēng)，字段并選擇何時(shí)運(yùn)行React。

保存React并運(yùn)行代碼?，F(xiàn)在，每當(dāng)PPM值超過(guò)50時(shí)，它就會(huì)向您的twitter帳戶(hù)發(fā)送通知。您可以通過(guò)修改“測(cè)試頻率”來(lái)更改通知頻率。

通過(guò)使用Twitter，你可以向所有人發(fā)送通知。該系統(tǒng)可以向特定地區(qū)的全體居民發(fā)出空氣質(zhì)量警報(bào)。

本文編譯自iotdesignpro