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檢測儀內部新聞

甲醛報警器 同事們都羨慕的多功能神器!告別甲醛、PM2.5等有害物質,預防煙霧火焰等危險
發布時間:2021-05-02 02:02瀏覽次數:

在快節奏的都市生活下,大多數人 90% 的時間被“封印”在室內,要么在辦公室,要么在家。殊不知,看不見、摸不著的室內安全危機可能潛伏在四周。近年來,我們逐漸對室內環境的健康與安全提出了更精細化、智能化的需求,環境檢測儀則扮演了家居、辦公等場景的“安全小衛士”。

但據調查發現,現有市面上的環境檢測儀存在如下痛點:

怎么辦?怎么辦?怎么辦?

涂鴉有方案!!!

為了解決上述這些痛點,我們設計了一款新的個人健康空氣管理智能硬件方案,環境安全衛士。

該方案功能強大,可以檢測當前環境中甲醛,PM2.5 的濃度,并且將這兩個數值在涂鴉 App 中實時顯示。還可以實時監控煙霧,燃氣,火焰這三種物質的濃度,當檢測對象的濃度超過一定值時,會觸發報警,聯動其他智能設備,保障用戶自身和財產安全。

方案詳情戳

物料清單硬件 (7)軟件 (3) 其它 (6)

該方案運用涂鴉智能 Wi-Fi+Bluetooth LE 模組,通過模組與多種環境傳感器進行交互,采集對應物質的數據,例如甲醛與 PM2.5 濃度等物質,并將數據上傳至涂鴉云平臺。用戶通過手機 App 即可查看當前空氣中甲醛和 PM2.5,以及燃氣、火焰、煙霧等有害物質的實時情況,一旦出現數據超標情況,App 會迅速報警提示。

步驟 第一步:選擇硬件方案 一:主控方案

主控單元選擇 WB3S 模組。WB3S 模組是一款低功耗嵌入式 Wi-Fi+BLE 雙協議模組。它由一個高集成度的無線射頻芯片 BK7231T 和少量外圍器件構成,內置了 Wi-Fi 網絡協議棧和豐富的庫函數。

由于模組的 ADC 口資源不足,我們還需對其進行適當修改,拓展 ADC 接口。在電路中增加一款四通道模擬多路復用/解復用器芯片 RS2255,這是一款是數字控制的模擬開關,導通電阻只有 24 Ω,漏電流只有 1nA。

本方案使用了較多傳感器,為了減少走線,使整體更加簡潔美觀,主控板需要引出各種傳感器接口,而且各個模塊與主控板的通信接口電平存在不匹配的現象,模塊供電電壓也存在差異。為了解決上述問題:

原理圖設計與PCB 設計可以戳:

1:甲醛檢測傳感器方案

本方案采用通用型、小型化的 ZE08-CH2O 型電化學甲醛模組。

模組利用電化學原理,對空氣中存在的CH2O進行探測,具有良好的選擇性,穩定性。內置溫度傳感器,可進行溫度補償。同時具有數字輸出與模擬電壓輸出,方便使用。

更多:電器參數、管腳定義、串口通訊協議

2:PM2.5檢測傳感器方案

PM 2.5 檢測采用 ZPH02 空污粉塵傳感器。它整合了紅外 PM2.5 檢測原理和較為成熟的 VOC 檢測技術,能夠同時檢測環境中 PM2.5 和 VOC。

該傳感器中 PM2.5 檢測采用粒子計數原理液化氣報警器,可靈敏檢測直徑 1μm 以上灰塵顆粒物甲醛報警器,VOC 傳感器對有機揮發氣體具有極高的靈敏度。

3:煙霧檢測傳感器方案

煙霧檢測采用MQ-2煙霧傳感器,該傳感器可用于家庭和工廠的氣體泄漏監測裝置,適宜于液化氣、苯、烷、酒精、氫氣、煙霧等的探測。

4:燃氣檢測傳感器方案

燃氣檢測采用MQ-4氣體傳感器。該傳感器對甲烷,天燃氣有很高的靈敏度,廣泛適用于家用氣體泄漏報警器、工業可燃氣體報警器、便攜式氣體檢測器。

5:火焰檢測方案

火焰檢測采用紅外接收管。該管可以探測火源或波長在 700 ~ 1000 nm 范圍內的熱源。

為了減少開發周期甲烷檢測儀,本次采購了市面上常見的火焰傳感器模組:

六:拓展應用場景

為了增加產品的可使用性,我們選擇了一款帶臺燈的插座,對其進行改造。

將環境安全衛士固定在臺燈支架上,在檢測房間空氣質量的同時,還可以檢測插座上的設備是否出現火災等危險情況。例如,對手機等鋰電池設備供電引發的安全問題進行提前通知。

報警消防鎖逃生報警鎖_樂琦探魚器 魚情報警設置_甲醛報警器

當然,您也可以根據自身需求,將本環境安全衛士和其他設備進行關聯。

臺燈內可增加一路繼電器控制,當異常發生時,自動斷開 220V 市電,降低損失。

第二步:硬件搭建 一:組合傳感器

由于之前已經設計了轉接板,因此該步驟比較簡單,只需要根據結構空間要求,將各個傳感器模組安插在對應的位置上,并完成焊接固定。

為了使走線更加精簡,可直接將甲醛傳感器的VCC,GND,TXD 焊到 P5 的VCC、GND、RXD,其他傳感器同理。

二:整機搭建 將臺燈的燈罩拆開,可以看到里面的 LED 燈板和兩根正負電源線,用電烙鐵等工具將 LED 燈板拆除。將臺燈底座的四個海綿墊拆除,卸下螺絲,可以拆除底座。將主控板固定在燈罩區域適當位置,將兩根正負電源線分別焊到主控板上的 P6 端。這樣,當按下插座上的臺燈按鈕時,插座就可以給主控板提供 5V 電壓,注意區分正負極。修改臺燈電路,在火線電路中串入一個繼電器,并引出繼電器控制線。將上一步引出的控制線焊于主控板 P2 的 Sig 處,并安裝燈罩,底座。

當然,您也可以激發自己創意,給它穿上不同外衣。

這樣,整機搭建基本完成。

另外,也可以根據自己的創意,設計出其他外觀,如下所示

第三步:在涂鴉 IoT 平臺創建產品 進入 涂鴉 IoT 平臺,點擊創建產品。分類:選擇傳感>多功能傳感器方案:選擇自定義方案協議:選擇WIFI+藍牙根據自身需要選擇功能。若缺少自身需要的功能,可自定義功能,根據實際需求進行配置。

選擇 App 面板,開始調試時可選擇調試面板,后面可根據自身需要進行自由配置面板。選擇開發方式,下載 SDK 和相關文件。我們選擇 SDK 開發,使用 WB3S 模組進行開發。

第四步:固件開發

本 Demo 代碼是基于 1.0.2 協議版本的 SDK 進行開發的。如果您第一次接觸 SoC 開發,可以在涂鴉 GitHub Repo上拉取代碼進行學習和開發。該代碼中的apps/template-demo相對簡單,可在其基礎上進行開發。

本 Demo 主要是通過串口、ADC、檢測引腳高低電平三種方式獲取傳感器信息的。下面將以這三種方式進行簡單的介紹。

一:串口類傳感器(甲醛和 PM 2.5)

通過閱讀甲醛傳感器的資料我們可以發現,傳感器數據上傳格式和計算方法如下:

 /***********************************************************
 *   Function:  get_ch2o_sensor_value
 *   Input:     none
 *   Output:    none
 *   Return:    none
 *   Notice:    得到并上傳甲醛的數據
 ***********************************************************/
static VOID get_ch2o_sensor_value(VOID)
{
    UINT_T  buff_ret, find_head_index = 0;
    // 甲醛數據高位,低位
    UCHAR_T ch2o_data_high, ch2o_data_low;
    // 校驗和
    UCHAR_T check_sums = 0x00;
    // 串口數據緩存區
    UCHAR_T ch2o_receive_buffer[CH2O_BUFFER_SIZE];
    // 指向甲醛數據頭部
    UCHAR_T *p_ch2o_value = NULL;
    memset(ch2o_receive_buffer, 0, sizeof(ch2o_receive_buffer));
    // 讀取串口數據
    bk_uart_recv(CH2O_SENSOR_UART, ch2o_receive_buffer, CH2O_BUFFER_SIZE, 0xFFFF);
    // for (find_head_index = 0; find_head_index 11) {
        PR_ERR("ch2o get uart data no complete!");
        return;
    }
    //將指針指向 ch2o 數據中的頭部
    p_ch2o_value = ch2o_receive_buffer + find_head_index;
    //檢驗和,確認讀取的數據的準確性
    check_sums = ch2o_check_sum(p_ch2o_value, 9);
    if (check_sums != *(p_ch2o_value + 8)) {
        PR_ERR("ch2o check_sums error");
        return;
    }
    ch2o_data_high = *(p_ch2o_value+4);
    ch2o_data_low = *(p_ch2o_value+5);
    gs_air_box.ch2o_value = ch2o_data_high * 256 + ch2o_data_low;
    //PR_NOTICE("ch2o value is : %d .", gs_air_box.ch2o_value);
    //上傳 ch2o 數據到涂鴉云
    updata_dp_single(gs_air_box.dp_ch2o_value, PROP_VALUE, gs_air_box.ch2o_value);
    return;
}

校驗和的計算方式為:

校驗和 =(取反(Byte1+Byte2+......+Byte7))+1

 /***********************************************************
 *   Function:  ch2o_check_sum
 *   Input:     none
 *   Output:    none
 *   Return:    none
 *   Notice:    甲醛數據校驗和
 ***********************************************************/
static UCHAR_T ch2o_check_sum(UCHAR_T *data, UCHAR_T len)
{
    UCHAR_T i, tempq = 0;
    data += 1; //指向data[1]
    for(i=0; i<(len-2); i++)
    {
        tempq += *data;
        data++;
    }
    tempq = (~tempq) + 1;
    return (tempq);
}

PM 2.5 數據的獲取方法和甲醛數據很相似,這里不再過多介紹。

更多開源資料

第五步:整機演示 一:實時顯示當前空氣狀況

燒錄授權完成后,設備就可以正常配網了。有關模組燒錄授權的詳情,請參考 WB 系列模組燒錄授權。

連接 Wi-Fi甲醛報警器,打開藍牙,按照配網流程成功配網后,即可使用涂鴉智能 App 控制設備。已經配網成功的設備,可長按按鍵再次進入配網模式。環境安全衛士在 App 上的顯示界面:

二:報警

當煙霧,燃氣或者火焰三者中有一種的濃度大于設定值,則涂鴉智能 App 會顯示報警狀態,并且斷開 220V 電壓。環境安全衛士在 App 上的顯示界面:

到此甲醛報警器,就完成“安全小衛士”咯~是不是很心動,快來DIY屬于自己的多功能環境檢測儀吧~

騰元達編輯,轉載請注明出處

標簽: 甲醛報警器
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