描述

空氣是氣體的混合物，對人類生活至關重要。空氣質量差會引起刺激、呼吸問題，還可能影響心血管系統。長時間暴露在惡劣的空氣質量中會導致嚴重的健康問題。有些氣體有微弱的氣味，例如丁烷，而有些氣體有氣味，例如煙霧。其他氣體，如酒精、一氧化碳、乙醇、液化石油氣、甲烷，在高濃度存在時無味且有毒。人類能夠感知有氣味的氣體，但無法感知無味的有毒氣體或其濃度。

與此同時，人們現在對安全和保障感到擔憂。人們通常會想，當我不在時，我的家會發生什么？我將通過制造一種可監控他們和他們家的安全的可穿戴設備來解決這個問題。

目標/目的

我將建立一個先進的安全和安保樂隊。在此頻段中，如果您的家庭安全遭到破壞，您可以收到通知。該頻段將通過附加氣體傳感器來增強，這樣如果您進入被有害氣體污染的地方，您將盡快收到警報，您可以遠離。人類能夠感知有氣味的氣體，但無法感知無味的有毒氣體或其濃度。MQ 型氣體傳感器模塊能夠檢測不同類型的氣體及其濃度。

MQ傳感器模塊有不同類型，可以檢測不同的氣體，因此我們可以根據情況選擇合適的MQ傳感器模塊。

氣體濃度和安全等級將顯示在可穿戴屏幕上。家庭安全系統可以連接到這個可穿戴設備，讓我們知道我們家的安全級別。

這很有幫助，因為人們不需要任何其他設備來測量氣體濃度。人們可以自己感知空氣質量，時刻感到安全。也可以檢測到氣體泄漏。

這種可穿戴設備可能對在地下工作的人非常有用，因為許多人受到地下不同氣體危險濃度的影響，有些情況下是致命的。

本項目中使用的硬件組件

• 北歐半導體 nRF5340 DK
• nRF52840 加密狗
• Adafruit 2.8" TFT Touch Shield for Arduino w/Capacitive Touch
• Seeed Grove - 空氣質量傳感器 (MQ-135)
• Seeed Grove - PIR 運動傳感器

軟件

• Nordic Semiconductor - nRF Connect SDK
• 麻省理工學院應用發明者 2

設置 nRF Connect SDK

我按照本教程中提供的說明設置 nRF Connect SDK。

• 安裝工具鏈管理器應用
• 安裝最新的 SDK
• 安裝完成后，閱讀“構建的第一步”并打開 IDE。

運行示例代碼

nRF5340 DK 板帶有安裝在其上的 Blinky 代碼用于調試目的，但我想演示運行示例 Blinky 項目的步驟。

讓我們檢查一下板子是否正常工作。

將電路板連接到電源，您將看到電路板上的 LED 亮起。

在右下角，您將看到四個按鈕。嘗試按下每個按鈕以查看它們的功能。

您可以在此處查看演示：

現在讓我們嘗試將代碼上傳到您的 nRF5340 DK 板。

• 轉到文件并選擇OpennRFConnect SDK 項目...
• 選擇blinky作為項目，nrf5430dk_nrf5340_cpuapp作為板子。
• 選擇您喜歡的構建目錄
• 構建項目 hex 文件
• 將開發板連接到您的筆記本電腦/PC 并將其連接到 IDE
• 將十六進制文件下載到開發板上

項目詳情

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現在，我將向您解釋我是如何完成我的項目的。

nRF52840 dongle 用于擴展 nRF5340 DK 板的藍牙范圍。我已使用此加密狗來提高可穿戴設備的靈敏度。

我將在這個項目中使用 MQ-135 空氣質量傳感器和 PIR 傳感器。

MQ-135 空氣質量傳感器將連接到可穿戴設備，而 PIR 傳感器將連接到 NodeMCU。

我們將使用 MIT App Inventor 創建一個應用程序，該應用程序將連接到藍牙并同時控制物聯網設備。

我已經解釋了這個項目中的兩個應用程序，所以請繼續閱讀。

可穿戴設備的編碼

我們將對 blinky 示例項目進行一些更改。我將在這個項目中使用 ADC 和 I2C 外設。我還將使用 CMSIS-DSP 庫來實現快速數學函數。

• 打開 nRF Connect SDK 的示例目錄，您將看到一個名為 basic 的目錄。
• 打開基本目錄，你會發現blinky項目。
• 使用您喜歡的名稱創建一個新文件夾，然后將 blinky 項目復制到該文件夾??中。

編輯 prj.conf 以添加配置并使其兼容。

如果您的 nRF Connect SDK 已打開，請將其關閉并再次打開。

打開 nRF Connect SDK 項目。

編輯使用 ADC 和 I2C 的代碼，現在您可以構建項目了。

重復該Running the example code部分中的步驟以構建此項目。

示意圖可以在Schematic此頁面的部分中找到。Adafruit Touch shield 可以簡單地放置在 nRF5340 DK 板上。確保在與 Nordic 半導體 nRF5340 DK 開發板連接之前校準 MQ-135 氣體傳感器模塊。

家庭安全系統編碼

對于家庭安全系統，我們將使用 NodeMCU ESP8266 開發板來創建物聯網系統。

開發板將連接到 PIR 運動傳感器以感知人類活動。您還可以將此板與其他適當的傳感器一起使用，以增強您的家庭安全性。

本節需要使用 Arduino IDE。確保安裝了 ESP8266 軟件包。如果您不確定將 NodeMCU 與 Arduino IDE 一起使用，請按照本教程進行操作。

示例代碼可以在Code這個項目的部分找到。

示意圖可以在Schematic此頁面的部分中找到。

應用程序

我將使用 MIT App Inventor 2 為這個項目創建我的應用程序。該應用程序將與藍牙設備一起使用并控制物聯網系統。

本項目的改進

• 擴展可穿戴設備的藍牙范圍。
• 使用更多傳感器增強家庭安全系統。
• 將振動電機添加到可穿戴設備，以通過可穿戴設備產生觸覺反饋。