基于物聯(lián)網(wǎng)的空氣質(zhì)量監(jiān)測系統(tǒng)與Twitter通知

時間：2024-11-22 15:56:54

關(guān)鍵字：物聯(lián)網(wǎng) NodeMCU 傳感器

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[導(dǎo)讀]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行的一項研究中，印度城市在世界污染最嚴(yán)重的30個城市中占據(jù)了22個位置，這是有失尊嚴(yán)的。在這一點上，已經(jīng)很清楚，我們必須對這個問題迅速采取行動。由于空氣污染不是肉眼可見的，因此重要的是要規(guī)范監(jiān)測系統(tǒng)，通過實時測量污染物參數(shù)，并在空氣質(zhì)量下降超過一定水平時發(fā)出通知，從而真正了解城市的人們。

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行的一項研究中，印度城市在世界污染最嚴(yán)重的30個城市中占據(jù)了22個位置，這是有失尊嚴(yán)的。在這一點上，已經(jīng)很清楚，我們必須對這個問題迅速采取行動。由于空氣污染不是肉眼可見的，因此重要的是要規(guī)范監(jiān)測系統(tǒng)，通過實時測量污染物參數(shù)，并在空氣質(zhì)量下降超過一定水平時發(fā)出通知，從而真正了解城市的人們。

在本教程中，我們將制作一個基于物聯(lián)網(wǎng)的空氣質(zhì)量監(jiān)測系統(tǒng)。該系統(tǒng)使用MQ135氣體傳感器和NodeMCU實時測量空氣質(zhì)量，并將數(shù)據(jù)發(fā)送到ThingSpeak平臺。ThingSpeak平臺與Twitter相連，因此每當(dāng)空氣質(zhì)量低于一定水平時，它就會向授權(quán)的Twitter賬戶發(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。還可以通過以下鏈接查看所有ThingSpeak和ESP2866相關(guān)項目。

所需的材料

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

硬件

?NodeMCU

?MQ135氣體傳感器

?跳線

軟件

?ThingSpeak

?Arduino IDE

線路圖

NodeMCU空氣質(zhì)量計的完整電路圖如下圖所示。這非常簡單，因為我們只需要將MQ135傳感器與我們的ESP NodeMCU板連接起來。

MQ 135傳感器是4針多用途傳感器。它可以用來感應(yīng)苯、酒精、煙霧等氣體。MQ135傳感器內(nèi)部有一個電化學(xué)傳感器，該傳感器對室溫下使用的一系列氣體敏感。如果您想測量特定氣體，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。整個設(shè)置將由Node-MCU的micro-usb端口通過USB電纜供電。我使用連接器電線進行連接，它看起來像下面的東西

ThingSpeak設(shè)置

ThingSpeak是一個開源的物聯(lián)網(wǎng)平臺，它允許你聚合、可視化和分析云中的實時數(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)建實時數(shù)據(jù)的即時可視化，并使用Twitter和Twilio等網(wǎng)絡(luò)服務(wù)發(fā)送警報。ThingSpeak集成了數(shù)值計算軟件MATLAB的支持。MATLAB允許ThingSpeak用戶編寫和執(zhí)行MATLAB代碼來執(zhí)行預(yù)處理，可視化和分析。ThingSpeak至少需要15秒來更新你的讀數(shù)。在這個項目中，我們將使用ThingSpeak通過NodeMCU從MQ135傳感器獲取值，并繪制獲得的值隨時間變化的圖。如果MQ135的值讀為critical，我們也會從ThingSpeak發(fā)出tweet。

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

第一步：只注冊粗體

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

點擊右上角的“注冊”選項，填寫所需的詳細(xì)信息

在此之后，驗證您的電子郵件id并單擊continue。

步驟2：為您的數(shù)據(jù)創(chuàng)建一個僅粗體的通道

現(xiàn)在，當(dāng)您登錄您的帳戶時，通過點擊“新頻道”按鈕創(chuàng)建一個新頻道。

點擊“新通道”后，輸入您想要上傳的數(shù)據(jù)的名稱和描述。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。如果要使用多個字段，可以選中“字段”選項旁邊的框，并輸入數(shù)據(jù)的名稱和描述。

在此之后，點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)，我們需要一個唯一的API密鑰，我們將在后面的代碼中使用它來上傳溫度和濕度到ThingSpeak網(wǎng)站。

點擊“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API密鑰”。我們將在代碼中使用這個API鍵。

配置Arduino IDE編程NodeMCU ESP8266

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

要做到這一點，打開Arduino IDE并進入File>>Preferences

然后將彈出一個新窗口，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”，然后通過點擊“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

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

用于NodeMCU的MQ135庫

之后，在Arduino IDE點擊草圖>包括庫>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，以了解項目的工作原理。

該代碼首先包含MQ135傳感器庫和ESP8266 wifi庫。MQ135傳感器庫用于從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ThingSpeak通道。

用于空氣質(zhì)量監(jiān)測的NodeMCU編程

現(xiàn)在，當(dāng)我們的代碼準(zhǔn)備好上傳時，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。