（家庭实用型）MSP430单片机空气质量探测系统设计

ID:399111 · 发表于 2020-1-18 22:22

本项目通过MSP430开发而成，贴近生活的解决方案，，融合多传感器，让环境质量得到有效监控，

起初做这个项目的念头在2013年3月，当时觉得北京的空气实在是太差了，需要做一个设备放在窗外做实时提醒用，所以就用饭盒+MSP430打造了一个室外空气探测器，后来又发现物联网网站不错，可以把数据上传到物联网上，于是饭盒加上了蓝牙，用PC来上传数据。5月份的时候感觉PC整天开着太费电了，于是想用Arduino来完成上传的功能，于是把无线链接换成了NRF24L01。6月突发奇想，想给家里省点电，于是在家中的电热水器上加上了MSP430做的另一个节点，7月参加了乐联网的网络电表计划，于是整套系统里面有了第三个节点。

下面是盒子的功能介绍：

裸板是一片MSP430的转接板+洞洞板，板上有一片MSP430+SPI Flash用作数据存储
有一片RTC时钟用于记录时间，还有一颗电池，和JTAG调试口。

颗粒物监测器初期使用的是DSM501和DDP42NS，后来感觉这两颗不够稳定，数据也不太精确，然后换成了日货……
Sharp的gp2y1010au。夏普这颗电路控制比较复杂，但精度确实不错，而且很省电。
下图是早起用的DSM501的版本

因为空气探测器是放在室外的，为了整体防泼水，所以用了乐扣乐扣的饭盒，工作半年以来抗大雨无数，完全没问题。

但是密闭和检测空气颗粒物是矛盾的，所以在盒子的隐蔽处有进风口和出风口，有一颗微小的风扇来提供空气流
这颗风扇真的很小，而且只有5V 22mA的耗电。

这是传感器组，温湿度传感器是DHT22，环境光传感器是BH1750FVI，大气压力和温度传感器是BMP085
GPS是SIRF3貌似。电池是一颗3700mah的锂电，板上自带1A的3段充电电路

最早做项目的时候曾经想过用PC和Android手机来提交数据，所以还写了PC和安卓的客户端app

下面是热水器模组的介绍：
模组是安装在热水器里面的，海尔电热水器的侧面板很好拆，于是就直接装在泡沫里面了。
此控制器装有一个NRF24无线通信模块，另外有一只DS18B20温度传感器粘在金属内胆上面读取温度（数据有一定迟滞）
单片机有一根GPIO接在热水器的开关按键上面，所有的过热保护措置还由热水器自身实现，模块只控制开关

下面是电能表模块的介绍：
模块是乐联网团购的，能测量功率因数，电压，电流，总功率，总耗电等……
外部通信板还是MSP430+NRF24，并且还有一颗DS18B20用来读取电表箱外侧的温度

下面是Arduino主控的介绍：
买过多块Arduino，最初是Leonardo，但是写着写着发现存储空间不够了，后来换了MEGA2560，
代码空间够了，但发现运行不稳定，大概4-5个小时就会自动重启，又入了DUE，发现每隔20多小时还是自动重启……
无奈了于是作罢。
主控带有：1、红外感应器，用于检测家中人的活动状况，然后自动控制热水器水温
2、DHT22，检测家中温湿度
3、光照度感应器，检测家中光照
4、带有一只EEPROM，用来存储一些掉电可能会丢的数据（因为总是20多个小时就莫名重启了）

由于arduino可以跑多段代码，同时上传数据到yeelink和乐联网，所以两边网站上都可以查询数据

附档还有所有程序的源码，因为是个人兴趣项目，本人也不是专业软件工程师（其实是硬件工程师啦）
所以基本都没怎么写注释…… 各位凑合着看啦
所有的pin定义都在各工程的pinmap.h里面
所有的全局变量和全局函数都在variabledefine.h里面
工程请用IAR Embedded Workshop for MSP430打开

Arduino的工程说明：
HomeController.ino是变量声明和初始化函数
HTTPServer.ino是HTTP Server的主要工程，提供了web界面来查看各传感器参数
LeWei50.ino是乐联网的提交模块
Misc.ino是一些杂七杂八的东东
NetProtocol.ino是NRF24L01各节点中间的通信协议解析，我比较偷懒，没弄什么自动组网之类的，各节点编号都是写死的
NRF24L01.ino是NRF24的功能函数
NTPClient.ino是NTP时间校准，负责从NTP Server取回当前时间
Sensors.ino是所有Arduino板上的传感器函数
SubmitData.ino是yeelink的提交函数，以及去各节点的定时读取函数
YeeLight.ino里面是yeelight的控制函数，根据人的活动以及热水器水温来控制yeelight当个小夜灯

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