基于Arduino的环境监测装置

引言

本项目使用机智云Gokit2.0开发板，实现基于Arduino的环境监测装置，解决目前大多数人对环境数据要求逐渐增高的痛点。

痛点

1. 环境数据可检测
2. 温湿度可智能调控
3. 人起床自动开灯
4. 按下开关调控屋内设备

功能

1. 当温度超过20°C后，风扇打开一档；当温度超过30°C后，风扇打开二档。温度低于20°C，风扇自动关闭。
2. 实时检测温湿度传感器、红外人体检测传感器等数据，并通过串口发送出来进行数据显示。
3. 红外人体检测传感器实时检测是否有人起床，有人则打开白灯。
4. 按下按键一，打开白灯；按下按键二，打开风扇。

前期准备

软件

1. Arduino IED
2. 串口调试助手

硬件

机智云Gokit2.0开发板（Arduino）

项目开发

硬件开发

软件开发

1. 首先申明引用的头文件
   #include <Gizwits.h>
   #include <Wire.h>
   #include <SoftwareSerial.h>
   #include <DHT.h>
   #include <ChainableLED.h>
   #include <MsTimer2.h>

2. 根据电路图，定义温湿度传感器、按键1、按键2、RGB灯、红外传感器和电机的管脚。
   #define Infrared_PIN 2 ///< 红外IO管脚
   #define DHTPIN 3 ///< 温湿度IO管脚
   #define MOTOR_PINA 4 ///< 电机IO管脚
   #define MOTOR_PINB 5 ///< 电机IO管脚
   #define KEY1 6 ///< 按键IO管脚
   #define KEY2 7 ///< 按键IO管脚
   //温湿度功能值定义
   #define DHTTYPE DHT11
   //电机功能值定义
   #define MOTOR_MAX 100
   #define MOTOR_MAX1 -100
   #define MOTOR_MIN 0
   #define MOTOR_16
   DHT dht(DHTPIN, DHTTYPE);
   ChainableLED leds(A5, A4, 1);
   SoftwareSerial mySerial(0, 1); // A2 -> RX, A3 -> TX

3. 编写温湿度读取功能函数
   void DHT11_Read_Data(unsigned char * temperature, unsigned char * humidity)
   {
   *temperature = (unsigned char)dht.readTemperature();
   *humidity = (unsigned char)dht.readHumidity();
   return;
   }

4. 编写电机控制功能程序
   void Motor_status(long motor_speed)
   {
   unsigned char Temp_motor_speed = 0;
   if (motor_speed == 0) //停止
   {
   digitalWrite(MOTOR_PINA, LOW);
   }
   if (motor_speed > 0) //正转
   {
   Temp_motor_speed = (motor_speed - 0) * 51;
   if (Temp_motor_speed > 255) Temp_motor_speed = 255;
   digitalWrite(MOTOR_PINA, LOW);
   analogWrite( MOTOR_PINB, Temp_motor_speed);
   }
   if (motor_speed < 0) //反转
   {
   Temp_motor_speed = 255 - (0 - motor_speed) * 51; //Temp_motor_speed = (255 ‐ (5 + motor_speed))* 51;
   if (Temp_motor_speed > 255) Temp_motor_speed = 255;
   digitalWrite(MOTOR_PINA, HIGH);
   analogWrite( MOTOR_PINB, Temp_motor_speed );
   }
   }

5. 编写RGB灯功能程序
   void LED_RGB_Control(byte red, byte green, byte blue)
   {
   leds.setColorRGB(0, red, green, blue);
   }

6. 声明温湿度暂存变量
   unsigned char temperature_buf=0;
   unsigned char humidity_buf=0;

7. 在初始化程序中，定义串口波特率，初始化RGB，定义GPIO。
   mySerial.begin(115200);
   leds.init();
   digitalWrite(A0, HIGH);//使能RGB LED
   pinMode(KEY1, INPUT_PULLUP); //KEY1 上拉输入
   pinMode(KEY2, INPUT_PULLUP); //KEY2 上拉输入
   LED_RGB_Control(0,0,0);

8. 在主循环中，首先检测温湿度值，并将温湿度传感器的值进行显示。当温度超过20°C后，风扇打开一档；当温度超过30°C后，风扇打开二档。温度低于20°C，风扇自动关闭。
   DHT11_Read_Data(&temperature_buf, &humidity_buf);
   if(temperature_buf>20)
   {
   Motor_status(1);
   }
   else if(temperature_buf>30)
   {
   Motor_status(2);
   }
   else
   {
   Motor_status(0);
   }
   mySerial.println(“temperature:”);
   mySerial.println(temperature_buf, DEC);
   mySerial.println(“humidity:”);
   mySerial.println(humidity_buf, DEC);
   按下按键一，打开白灯；按下按键二，打开风扇。
   if(digitalRead(KEY1) == LOW)
   {
   LED_RGB_Control(255,255,255);
   mySerial.println(“open led!”);
   }
   else if(digitalRead(KEY2) == LOW)
   {
   Motor_status(1);
   mySerial.println(“open fan!”);
   }

9. 检测红外人体检测传感器是否有人，有人则打开白灯，没人则关闭。并通过串口发送出来。
   if (digitalRead(Infrared_PIN))
   {
   mySerial.println(“No one appears and disappears!”);
   LED_RGB_Control(0,0,0);
   }
   else
   {
   LED_RGB_Control(255,255,255);
   mySerial.println(“Someone is appearing!”);
   }

功能演示

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