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LoRa技术应用于智能家居的室内空气质量监测系统设计方案（包含电路设计）。

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简介：
家庭智慧化是我们一直以来努力的目标，市面上也出现很多智慧的产品，大抵可以分为两类: 一类是大场作品如华硕、Google、Apple小米等等；一类是独立购买的单一功能产品，如无线门铃、智慧插座、无线灯控等等。大厂作品的好处是系统整合完整，可以互相支援连动，但是缺点也很明显，就是‘天地万物﹐朕赐给你的才是你的﹐朕不给﹐你不能抢。 ’，就是大厂没出的你就不能用独立购买单功能的好处是想要什么买什么，但是缺点就是，没有整合，当设备一多起来，光遥控器就要搞死你。这个系列就要要来合并上面两个优点整合起来，将家里会用到的设备全部无线化，又有统一的界面可以管理。既然讲到无线，当然要提到最适合DIY应用的LoRa无线技术。LoRa有4大优点:1.使用免授权费就可以使用的Sub1GHz频段，绕射能力强，传输距离长，全家都收的到2.尺寸小巧，而且省电，不用常常换电池3.市面上唯一可以建构网路的IOT技术，适合家庭应用4.设计图与code原厂都开放网路可以查询，建置成本低廉这次为了简化开发难度我们使用诠鼎代理群登的LoRa模组S76S，S76S的好处是尺寸小巧，只有11mm x 13mm，而且有开发版，脚位有外拉出来，方便开发之前的第一系列温湿度计无线化帮助我们有了第一个无线的产品跟平台，第二集有了方便可移动的照度侦测，现在就来第三集: 智慧家庭无线化三:室内空品侦测目标:1. DIY制作包含LoRa模组的照度计2. 接收小主机要可以使用电脑，手机监看，并作资料统计3. 要可以一个小主机接收多个感应器资料4. 可以整合第一、二集的资料使用元件:实作:一、感应器端硬体设置:日本夏普SHARP 原厂灰尘感测器GP2Y1014AU,比上代GP2Y11010AU精度提高15%，在一致性上可以和PM2.5激光感测器对比.可测量0.8微米以上的微小粒子,感知烟草产生的烟气和花粉,房屋粉尘等.体积小,重量轻,便于安装. 接线示意图如下实际接线图如下二、ATMEGA328跟照度计读取设定:这个空气侦测元件的原理就是利用光学来感测空气中的尘埃粒子，其内部对角安装红外线发光二极体和光电晶体，使其能够探测空气中尘埃反射光即使非常细小的如烟草烟雾颗粒也能够被检测到，通常应用在空气净化系统中。所以我们透过D2脚位点亮内部的LED，再用类比A0依照粒径转换公式去换算出空气品质的数值宣告与启动设定画面三、S76S设定:S76S使用的是群登P2P的程式码这个程式码的特点是已经定义好他的群组为1个Master对32个Slave，每一个Slave占用的时间为0.5秒，所以询问完一个群组为16秒钟32个Slave的设计是适合智慧家庭的架构图如下:设定如下:详细设定可以参考第一集或是可以看附件的手册我们这里直接写好子函式，呼叫就可以设定设定四、ATMEGA328+空气品质侦测器GP2Y1014AU+LoRa:以上全部设定完成之后，以Arduino端只要做一件事情，就是将空气品质的资料透过S76S送出去，因为这是空品侦测，不需要控制，所以只要单向传送就可以了。资料传送子函式:感应器端主程式:完整的程式码请看附件五、接收器端硬体设置:将S76S的3.3V与GND分别接到ESP-32S左右两边的pin19，再将S76S的TX、RX分别接到ESP-32S的pin17与pin16接线示意图如下实际接线图如下六、S76S设定:S76S的设定同上，差别是，改成设定为Master，在启动即可一样已经写成子函式直接呼叫即可设定七、ESP-32S设定:ESP-32S的部分，一样可以利用ARduino编辑程式，实际操作说明:宣告设定启动设定网路校时子函式网路传送子函式:主程式:展示:因为这个方案是利用ESP-32S将资料用UDP的方式丢出 所以接收端就非常自由，只要可以接收UDP讯号的设备都可以当作 接收界面在这里是用IBM开发的Node-Red去做画面演示第一步:先将流程图一一拉出来设定好:如下图第二步就是将资料显示出来就大功告成了如下图:因为是室内所以空气品质不错，有一小段数值拔高，是我为了测试是否有作用对侦测器哈气，表示有用附件档案列表场景应用图展示板照片方案方块图架构图Sensor核心技术优势1: 感测器端 : 使用日本夏普SHARP 原厂灰尘感测器GP2Y1014AU，利用内部对角安装红外线发光二极体和光电晶体定向发射LED光，通过检测空气中灰尘的折射情形来判断空气品质，可测量0.8微米以上的微小粒子,感知烟草产生的烟气和花粉,房屋粉尘等.体积小,重量轻,便于安装。2: 微处理器端 : 利用 ATMEGA328 微处理器之I/O 埠在接收到温湿度的资料以UART传送至LoRa模组。3

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  • 基于LoRa技术的智能家居室内空气品质监测电路设计方案
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    本设计提出了一种采用LoRa技术的智能家居室内空气品质监测方案，旨在提供一种低成本、低功耗且高效的空气质量监控方法。通过实时监测并传输关键参数如温度、湿度和VOC浓度等数据，该系统能够帮助用户及时了解居住环境状况，并采取相应措施改善室内空气品质。 家庭智慧化是我们一直以来努力的目标，在市面上出现了许多智能产品。这些产品大致可以分为两类：一类是由大公司如华硕、Google、Apple 和小米推出的集成系统；另一类是独立购买的单一功能设备，例如无线门铃、智能插座和无线灯控等。 大型厂商的产品优势在于系统的整合性和相互支持联动性，但缺点也很明显——如果他们没有生产某款产品，你便无法使用。而单独购买单个功能产品的优点是可以根据需要自由选购所需物品，但它缺乏整体的协调能力；当设备数量增多时，遥控器的数量也会相应增加。 本次系列的目标是将两者的优点结合起来：实现所有家庭中可能用到的设备无线化，并且有一个统一的操作界面进行管理。提到无线技术的应用场景，LoRa 技术非常适合DIY项目。它有四大优势： 1. 使用免授权费的Sub 1GHz频段，信号穿透能力强、传输距离远，在全屋范围内都能接收到。 2. 尺寸小巧，并且耗电低，无需频繁更换电池。 3. 市场上唯一可以建立网络的 IoT 技术，适合家庭应用环境。 4. 设计图和代码都开放在网络中供查询，建设成本低廉。 在本系列项目中我们使用了诠鼎代理群登公司的LoRa模块S76S。这款设备尺寸小巧（11mm x 13mm），并且有开发板可供脚位外拉以方便开发工作。 这次的目标是制作一个包含 LoRa 模块的室内空气质量检测器，该装置能够通过电脑或手机进行监控，并收集数据统计；同时可以接收多个传感器的数据并整合之前系列中的资料。我们将使用日本夏普公司的灰尘感测器 GP2Y1014AU 来测量空气品质。 具体来说，在硬件设置方面我们首先连接了红外线发光二极管和光电晶体，用于检测空气中微小粒子的反射光，并通过D2脚位点亮LED灯以读取类比A0口的数据。接下来我们将编写代码来设定LoRa模块S76S并配置ATMEGA328+空气品质侦测器GP2Y1014AU与之协同工作。 在接收端，我们同样使用了ESP-32S将数据通过UDP方式发送出去，并且可以利用Node-Red等工具展示这些信息。最后我们将资料用流程图的形式呈现出来并进行测试以确保其有效性。
     
  • 基于ZigBee技术的智能家居监控系统设计方案
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    本设计提出了一种基于ZigBee技术的智能家居监控系统方案，旨在实现家庭环境的智能监测与控制，提升生活便捷性和安全性。 ZigBee技术因其低功耗、灵活组网及低成本部署等特点，在各个领域得到了广泛应用。本段落提出了一种基于Tina6410与GSM通信模块的智能家居监控系统，采用ZigBee网络技术搭建平台环境。该系统通过PIC单片机采集空气质量、温度和湿度等数据，并建立Web服务，利用互联网将这些信息传输到用户端；同时借助GSM模块实现自动报警功能。此系统旨在满足家居及办公环境中对室内环境进行无线智能化监控的需求。
     
  • 基于ZMOD4410气体传感器的室内空气品质监测系统电路设计
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    本项目旨在开发一套利用ZMOD4410气体传感器监控室内空气质量的电子系统。通过精准测量多种有害气体浓度，为用户提供健康、安全的生活环境建议。 该解决方案能够监测室内空气质量，并测量包括温度、湿度以及总挥发性有机化合物（TVOC）气体在内的多种指标。同时，它还能估算二氧化碳水平（eCO2），确保符合UBA标准。此外，此系统支持使用互补PWM模式操作控制电机。 其主要优势在于利用RL78G14快速原型板轻松定制和评估家用电器应用。 ZMOD4410气体传感器模块用于探测总挥发性有机化合物，可用于估算二氧化碳水平或指示空气质量的其他相关气体。
     
  • 基于ZigBee技术的智能家居系统设计方案
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    本设计旨在构建一个高效便捷的智能家居系统，采用ZigBee无线通信技术，实现家居设备间的智能互联与远程控制。 根据智能家居的最新定义，该系统利用网页和手机两种远程控制方式，并结合PC机进行操作。它集成了CC2430无线ZigBee模块、ATMega128单片机、射频身份识别（RFID）模块以及全球数字移动电话系统（GSM）模块作为其控制系统的核心组件，通过无线ZigBee网络和互联网及GSM网络实现对室内监控节点和家用电器的本地与远程控制。这为用户提供了一个智能、灵活且便捷的生活环境。 该系统的优点包括：可以方便地添加新的设备；用户可以通过手机或网页轻松进行远程操作；并且系统能够智能化管理个人信息等其他功能。实验结果表明，此系统在多协议数据传输过程中具有较高的可靠性，并能实现智能家居的各种控制需求。
     
  • 基于ZigBee技术的智能家居系统设计方案
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    本方案提出一种基于ZigBee技术的智能家居系统设计，旨在通过低成本、低功耗的方式实现家居设备互联互通与智能控制。 基于ZigBee技术的智能家居系统设计毕业论文参考涉及到了利用ZigBee无线通信标准来构建一个高效的、低功耗的家庭自动化网络。该设计方案主要围绕着如何通过简单的硬件设备实现家居环境中的各种智能控制，包括但不限于照明管理、温控调节以及安全监控等功能模块的设计与实施。 此外，在进行系统设计时还应考虑到系统的稳定性及扩展性等问题，并结合实际应用场景来优化软件架构和用户交互界面，以期达到最佳的用户体验。在撰写相关毕业论文的过程中可以参考已有的研究成果和技术文献，以便于更深入地探讨这一领域的技术细节和发展趋势。
     
  • 室内空气质量监测系统.doc
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    本文档介绍了一套先进的室内空气质量监测系统，旨在实时监控并改善居住和工作环境中的空气品质，保障人体健康。 室内空气监测系统 文档主要讨论了如何设计并实现一个高效的室内空气质量监测系统。该系统能够实时检测室内的温湿度、PM2.5浓度以及其他可能影响人体健康的气体成分，并通过智能算法分析数据，为用户提供健康的生活环境建议。 此外，文中还详细介绍了硬件设备的选择与配置方法，包括传感器类型及其工作原理；软件部分则涉及到了应用程序的设计思路以及如何利用云平台进行远程监控。整个项目旨在提高人们对于室内空气质量的关注度并促进相关技术的发展应用。
     
  • 基于单片机的室内空气质量监测仪设计
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    本项目设计了一款基于单片机的室内空气质量监测仪，能够实时监测并显示二氧化碳浓度、温度和湿度等关键参数，保障居住环境健康。 该项目包括室内空气检测仪的设计资料，内容涵盖原理图、电路图、程序源码及演示视频讲解文档全套资料。这是一份非常有价值的资源。
     
  • 基于蓝牙技术的智能家居控制与空气质量监测系统-研究论文
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    本研究论文探讨了一种结合蓝牙技术和智能设备的家居控制系统及其空气质量监测功能的设计与实现。通过该系统，用户能够便捷地监控和改善室内环境质量。 目前技术已成功地在我们生活的各个方面应用Swift。随着物联网（IoT）的出现，它使人们的生活更加方便和高效。众所周知，一个合适的生活环境对所有人来说都很重要，尤其是对于残疾人而言，在管理家用电器方面需要付出很多努力。 在这项研究中开发了一种基于蓝牙技术的智能家居控制系统及空气质量监测系统。在这个项目里，用户可以通过安卓手机应用程序来控制家中的各种电器，并且可以实时监控室内的空气质量和有毒气体含量：包括温度、湿度等指标。 本项目的硬件设备主要包括HC-06蓝牙模块、Arduino Uno控制器板以及DHT22和MQ2两种传感器。这项研究的主要贡献在于它使得家电管理变得更加简单并且可以通过智能手机应用程序进行集成控制，从而极大地方便了用户的生活。
     
  • 基于Zigbee技术的智能家居系统设计规划方案
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    本方案提出了一种基于Zigbee技术的智能家居系统设计方案，旨在构建高效、便捷和节能的家庭自动化环境。通过集成传感器网络与智能控制终端，实现家居设备的互联互通及远程操控，提升生活舒适度与安全性。 本段落研究并设计了一种基于ZigBee技术的嵌入式Web智能家居远程监控系统。通过Zigbee无线组网方式连接家居设备，并将这些设备的信息及数字视频传输到互联网上，同时在互联网中设立一个“无线视频网关”WEB服务器以供外部访问；实现对家庭信息如温度等进行实时显示并进一步利用和控制；此外，收集各处传来的数字视频信息后对其进行后续处理与识别，例如入侵检测、人脸检测及识别等功能。智能家居又称为智能住宅，在国外通常用Smart Home表示。其含义相近的术语有家庭自动化（Home Automation）、电子家庭（Electronic Home或E-home）以及数字家园（Digital Home）。
     
  • 基于Zigbee的智能家居电路设计方案
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    本设计提出了一种基于Zigbee技术的智能家居电路方案，实现了家电设备远程控制、自动化管理等功能，提升了家居生活的便捷性和舒适度。 在描述硬件之前，我需要将各个模块分开介绍。这些模块主要由集成块组成，在与Zigbee连接时仅通过IO接口进行通信。接下来我会详细介绍每个部分，但可以保证这部分内容不会特别难理解。 首先，请查看我们的完整电路图。这张图展示了Zigbee芯片与其他所有传感器的连接方式。具体到各个传感器的硬件资料可以在外部文件夹中找到（此处不详细说明）。在编写关于这些传感器的内容时，您可以结合芯片手册和相关文档，并将软件初始化过程中涉及每个模块的时间序列一并写出来。需要注意的是，时间序列是由单片机模拟出来的，因此需要通过软件来解释。 附件内容截图： 请注意：由于原文未提供具体电路图或文件夹路径等信息，在重写时仅描述了相关内容的介绍方式和结构安排，并没有包含具体的图片或者文档链接地址。