芯耀
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一、項(xiàng)目名稱：
基于樹莓派的車車內(nèi)空氣質(zhì)量監(jiān)控系統(tǒng)
二、項(xiàng)目概述：
現(xiàn)代汽車為了降低噪音，在車身密閉性做得比較好。行車過(guò)程中車體內(nèi)部近乎一個(gè)密閉的小環(huán)境。車內(nèi)空氣質(zhì)量會(huì)影響到駕駛員的身體狀況，如若長(zhǎng)期處于惡略的空氣環(huán)境中會(huì)影響車內(nèi)人員的身體健康，甚至行車安全。以此為背景，使用樹莓派和多個(gè)傳感器制作了一個(gè)車內(nèi)空氣質(zhì)量監(jiān)控系統(tǒng)，用來(lái)監(jiān)控車內(nèi)空氣質(zhì)
量，并提醒駕駛員采取處置措施，保障安全。
本系統(tǒng)以樹莓派5作為主控制器，外接多個(gè)傳感器。MQ-3酒精探測(cè)器，用于檢測(cè)駕駛員是否有喝酒，酒駕作為最危險(xiǎn)的駕駛行為必須嚴(yán)厲禁止。MH-Z19B二氧化碳濃度傳感器，車體作為一個(gè)密閉空間，容量有限，車內(nèi)人員呼吸產(chǎn)生二氧化碳，很容易導(dǎo)致二氧化碳濃度過(guò)高，從而引發(fā)危險(xiǎn)。PM2.5空氣質(zhì)量傳感器，
這是一個(gè)可以測(cè)量PM2.5，PM1.0，PM10等顆粒物的空氣質(zhì)量傳感器，在本項(xiàng)目中主要用來(lái)監(jiān)測(cè)是否吸煙。最后還有溫濕度傳感器STH30，用來(lái)監(jiān)測(cè)溫度和濕度。
硬件部分：
傳感器部分都是購(gòu)買傳感器模塊，其中溫濕度計(jì)STH30和PM2.5空氣質(zhì)量傳感器是使用I2C總線通訊，所以將這兩個(gè)傳感器都連接到樹莓派的I2C-1上。MH-Z19B二氧化碳濃度傳感器使用串口通訊，連接到樹莓派的串口2上。MQ-3酒精探測(cè)器是提供了是否檢測(cè)到酒精的狀態(tài)值，使用一個(gè)管腳去讀取狀態(tài)信息，制作PCB將傳感器連接并固定住，與樹莓派使用40Pin的排線連接。最后信息展示部分使用了一個(gè)3寸四色墨水屏，使用SPI總線與樹莓派通訊。
PCB與樹莓派之間使用磁鐵吸附，這樣便于拆下，又能夠很方便地固定。
軟件部分：
系統(tǒng)使用python來(lái)實(shí)現(xiàn)。采用輪詢方式讀取各個(gè)傳感器。分兩種情況，當(dāng)酒精傳感器感受到空氣中的酒精味道時(shí)，就通過(guò)墨水屏展示警告圖片，此時(shí)車內(nèi)有可能存在酒駕。其它情況則通過(guò)墨水屏顯示車內(nèi)環(huán)境的具體信息，如溫濕度信息、二氧化碳濃度信息、顆粒物信息。當(dāng)哦空氣環(huán)境不利于人體健康，給出合適的處置建議。
編程工具使用Vscode，傳感器在網(wǎng)上基本都能夠找到Python對(duì)應(yīng)的驅(qū)動(dòng)代碼，能夠像搭積木一樣將功能塊搭建起來(lái)。
這里需要注意：
1、PM2.5空氣質(zhì)量傳感器，這個(gè)傳感器能夠感知顆粒物測(cè)量范圍：0.3~ 1.0 μm；1.0 ~ 2.5μm；2.5 ~ 10μm。這里就沒(méi)有再對(duì)顆粒物做細(xì)分，分別讀取三種顆粒物的濃度值，取最大值作為當(dāng)前顆粒物濃度信息。
# 繪制空氣顆粒物信息 包括標(biāo)準(zhǔn)顆粒物下PM1.0 PM2.5 PM10 的顆粒物濃度 顯示使用最大值
def drawPM():
draw.rectangle((0, 56, 160, 111), fill=epd.WHITE, outline=epd.YELLOW) # 空氣質(zhì)量
draw.rectangle((0, 56, 160, 72), fill=epd.BLACK)
draw.text((10, 57), '標(biāo)準(zhǔn)顆粒物濃度（ug/m3）', font=font12, fill=epd.WHITE)
pmval=max(airinfo["pm"])
if pmval <=110:
draw.text((10, 78), "%3d 空氣干凈" % (pmval), font=font26, fill=epd.BLACK)
elif pmval<=210:
draw.text((10, 78), "%3d 中度污染" % (pmval), font=font26, fill=epd.YELLOW)
else:
draw.text((10, 78), "%3d 重度污染" % (pmval), font=font26, fill=epd.RED)
2、酒精傳感器需要預(yù)熱，所以系統(tǒng)啟動(dòng)后需要等待（90秒）后才會(huì)讀取酒精傳感器的信息。
3、墨水屏的顯示效果非常好，能顯示紅、**、黑、白四色。但是刷新實(shí)在太慢了，又沒(méi)有局刷，每次刷新屏幕要來(lái)來(lái)回回抖動(dòng)近10秒。
三、作品實(shí)物圖
四、項(xiàng)目文檔
參考附件
五、項(xiàng)目視頻
通過(guò)網(wǎng)盤分享的文件：《2024 DigiKey 汽車應(yīng)用創(chuàng)意挑戰(zhàn)賽》基于樹莓派的車內(nèi)空氣.mp4
鏈接:?https://pan.baidu.com/s/10MLgDhXEQwKo3lxoUsKmYA?提取碼: n615
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