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方案概述

近年來，清潔的室內空氣成為諸多重視健康生活人士的新需求。評價室內空氣質量的重要指標有2個：

TVOC（揮發性有機化合物）

TVOC是在室溫或更高溫度下蒸發的含碳物質。短期接觸會導致刺激、頭暈或哮喘惡化；長期接觸則可能會導致肺癌或損害肝臟、腎臟或神經系統。

溫濕度

40-60%的相對濕度是人類理想的舒適度范圍。極度干燥的空氣會刺激呼吸道，而過分潮濕的空氣會導致冷凝，進而引發霉菌滋生，其他影響可能包括頭痛甚至偏頭痛。

改善室內空氣質量有兩種方式：通風和凈化。對于家庭或小型封閉空間而言，如果周圍的室外空氣干凈，理想選擇是打開窗戶或使用智能通風系統進行通風。室內空氣質量的監測數據可用于配置空氣凈化系統或智能管理通風系統，本文基于野火啟明6M5開發板利用騰訊云物聯網平臺IoT Explorer和騰訊連連小程序開發了能夠實時監測室內空氣質量的應用。

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系統結構

系統采用野火啟明6M5開發板作為控制核心，esp8266無線wifi模塊用于和騰訊物聯網平臺通信，svm40模塊用于采集室內VOC指數、溫濕度，led和按鍵用于人機交互，用戶可通過微信小程序實時查看監測數據。系統結構如圖所示：

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硬件介紹

3.1SGP30

SGP30是一款單一芯片上具有多個傳感元件的金屬氧化物室內氣體傳感器，內部集成4個氣體傳感元件，具有完全校準的空氣質量輸出信號，主要是對空氣質量進行檢測。可以輸出：TVOC（Total Volatile Organic Compounds，總揮發性有機物），量程為0~60000ppb；CO2濃度，量程400~60000ppm。

3.2ESP8266

ESP8266 Wi-Fi模塊作為可以進行WiFi傳輸的模塊集成了業內領先的Tensilica L106超低功耗32位微型MCU，帶有16位精簡模式，主頻可達160MHz。同時支持RTOS（Real Time Operating System）集成Wi-Fi MAC/BB/RF/PA/LNA和IEEE802.11 b/g/n協議，支持完整的TCP/IP協議棧，也支持STA（Station），AP（Access Point），ATA+AP三種模式。

3.3野火啟明6M5開發板

啟明6M5是野火電子基于瑞薩RA系列微控制器設計的一款開發板，具體實物如下圖。

啟明6M5開發板板載的是瑞薩的RA6M5芯片（型號：R7FA6M5BH3CFC），RA6M5基于Cortex-M33內核，主頻高達200MHz，具有512KB SRAM、2MB Code Flash和8KB Data Flash。

野火啟明6M5開發板硬件資源：

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系統亮點

支持騰訊連連小程序查看數據(TVOC指數、二氧化碳)

支持騰訊云IoT Explorer平臺實時查看上報數據信息（TVOC指數、二氧化碳）

支持騰訊連連微信公眾號信息推送（TVOC超標告警）

采用騰訊云可視化編輯器自定義騰訊連連小程序界面

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系統實現

系統實現分為2個部分，一是云端產品建立、小程序界面配置，二是MCU端編程。在騰訊物聯網開發平臺IoT Explorer創建產品并按照平臺規則設置數據點，設計小程序界面：

設備端開發主要完成單片機的外設初始化、傳感器數據讀取、mqtt協議數據發送功能。基于RT-Thread開發，只需要添加傳感器驅動、wifi驅動、IoT平臺驅動即可，十分簡單，在底層適配一下板卡即可：

添加了tencent-iot軟件包和傳感器驅動軟件包：

傳感器數據采集線程將數據采集后通過消息隊列發送給mqtt上傳線程原文提供源碼，請點擊文末閱讀原文獲取項目源碼。

程序運行正常的情況下，在云平臺調試界面就可以看到設備發送的數據，進入騰訊連小程序連接設備后也能看到之前設計的小程序界面。

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總結

很幸運能夠參加這次比賽，再次感謝瑞薩與野火的活動支持，通過活動學習到了瑞薩單片機圖形化非常簡單傻瓜化的開發方式，野火6M5開發板資料十分豐富。

審核編輯：劉清