构建Arduino的LoRa远程智能空气质量监测系统

空气污染是当今世界上最大的环境和公共卫生挑战之一。空气污染会对我们的健康，气候和生态系统产生不利影响。监测空气质量对于了解和预防空气污染以及评估排放源以保持更健康的空气状况并有助于对抗温室效应至关重要。

该项目旨在创建两个能够通过LoRa无线通信相互通信的设备。有很多传感器可以用来监测空气质量，但是在这个项目中，我们将重点介绍两个DSM501A灰尘传感器和MQ131臭氧气体传感器。这些传感器将通过Ra-02 LoRa模块作为客户端收发器连接到第一台设备。第二个设备将具有LoRa屏蔽作为服务器收发器，并将SIM800L作为ThingSpeak的网关连接。

硬件

软件

库文件

介绍

LoRa模块

它们如何工作

他们使用一种称为扩频通信的技术。信息在比必要的宽得多的带宽上传输。这样，增加了抵抗外部窄带干扰的强度。由于任何发射信号的带宽越宽，干扰在带宽的一小部分上的相对影响就越小。扩频技术允许在同一带宽中同时复用多个传输。由于多个用户可以共享相同的扩频带宽而不会互相干扰，因此可以将它们称为多址技术。

SIM800L GSM / GPRS模块

SIM800L是一个蜂窝模块，可用于GPRS数据传输，发送和接收SMS以及拨打和接听语音电话。该板尺寸紧凑，电流消耗低。它甚至具有省电技术，可在不使用时将电流消耗限制为低至1 mA。最重要的是，该模块支持四频GSM / GPRS网络，这意味着它可以在世界上的任何地方工作。

它是如何工作

该模块旨在类似于带有SIM卡的蜂窝电话的操作。上电后，模块启动，搜索最近的蜂窝网络并自动连接到该网络。板上的LED显示屏指示连接状态。没有网络覆盖时，它会快速闪烁，但在连接时会缓慢闪烁。

DSM501A灰尘传感器

DSM501A灰尘传感器模块是一种低成本，紧凑的颗粒密度传感器。它能够定量测量小至1微米的微粒

它是如何工作

红外发光二极管和光电晶体管被对角地布置在设备内部。这样可以检测周围空气中灰尘的反射光。它在检测非常细小的颗粒（如香烟烟雾）中特别有效，通常用于空气净化器系统。

MQ131臭氧气体传感器

顾名思义，MQ131臭氧气体传感器可以感应臭氧气体（O3）。它对臭氧具有很高的敏感性，同时也对诸如CL2和NO2之类的强氧化物敏感。无论是家用还是工业用，它们都广泛用于空气质量监测应用中。

它是如何工作

臭氧气体传感器的黑色胶木内部是一种相当敏感的材料，称为三氧化钨（WO3）。在干净的空气中，其电导率很高，但是当周围存在臭氧气体时，电导率会降低。用户可以将电导率的变化转换为与检测到的气体浓度对应的输出信号。

硬件设置

客户端（带有传感器的Ra-02 LoRa模块）

Ra-02 LoRa模块连接

DSM501A灰尘传感器连接

MQ131臭氧气体传感器连接

服务器（带SIM800L模块的Dragino LoRa Shield）

ThingSpeak设置

要设置ThingSpeak，首先您必须在其网站https://thingspeak.com上注册。如果您已经有一个帐户，请登录并单击“Channel”。

这样做时，应将您定向到您的频道页面。点击“新频道”创建一个新频道。

加载后，将显示频道设置。填写所需的内容，然后检查2个字段，每个传感器读数显示一个字段。您只需要给它一个名称和描述即可；其余的都是不必要的。

完成后，只需滚动到页面底部，然后点击“保存频道”即可。之后，您可以通过单击顶部的“私人视图”选项卡来私密查看显示内容。您可以通过单击铅笔图标来自定义字段图。

您还需要获取Arduino代码的API密钥，以便SIM800L将数据传输到ThingSpeak。要检查您的API密钥，请单击顶部的“ API密钥”标签。

代码

客户端

服务器

代码分解

详情参阅 - 亚图跨际