【RT-Thread 作品秀】空气质量监测系统

【RT-Thread 作品秀】空气质量监测系统

1. 概述

随着城市的扩张和经济的发展，大量的工业废气和汽车尾气等污染气体进入大气层，使得空气污染问题愈发严重。不仅有全球变暖这种国际性问题，还有雾霾等大气长期污染问题。除此之外，室内空气污染问题也不容忽视，吸烟、厨房油烟、室内装修材料散发的有机气体和放射性气体，以及粉尘螨和细菌等微生物，都是室内空气污染的帮凶。

你可能不知道，空气污染使九分之一的人丧命，且对我们的气候未来造成威胁。通过搭建一套空气质量监测系统，帮助你了解你的城市和家庭是否面临危险。

系统分为感知层、网络层、平台层和应用层，整体方案如下图所示。

2. RT-Thread 使用情况概述

RT-Thread 使用情况：

内核部分：RT-Thread 4.0.3组件部分：sensor、at client、netdev、dfs软件包部分：dhtxx、gy2y10、sgp30、littled、bc28_mqtt

（上述5个软件包均为本人亲手制作的，已贡献到 RT-Thread 软件包库，可在 ​​网页检索）

3. 硬件框架

硬件方案介绍：

中间蓝色部分为主控模块，雅特力 AT32F403A 微控制器，运行 RT-Thread 物联网操作系统，负责驱动外部设备和系统逻辑控制；左侧红色部分为传感模块，分别是单总线接口的 DHT22 温湿度传感器，ADC 接口的 GP2Y1014 灰尘传感器，以及 I2C 接口的 SGP30 气体传感器（检测 TVOC 和 CO2）；上方黄色部分为存储模块，为 AT32F403A-START 板载的 SPI Flash，负责在必要时存储传感数据；右上方浅绿色部分为交互模块，通过板载按键和 LED 灯实现简单的交互功能；右下方深绿色部分为通信模块，使用移远的 NB-IoT 模组 BC28 连接阿里云物联网平台，负责传感数据上报和逻辑数据通信。

4. 软件框架说明

具体到设备端，由于搭载 RT-Thread 物联网操作系统，使用软件包 dhtxx、gy2y10、sgp30 实现传感器模块底层驱动，软件包 bc28_mqtt 实现 NB 网络连接阿里云 IoT 平台，软件包 littled 实现 LED 灯的异步控制。因此业务逻辑变得简洁明了，完全在 main.c 中实现。

5. 软件模块说明

在 RT-Thread + 软件包的基础上进行应用程序开发，将任务分为三组线程，并使用信号量和事件集进行同步，使用邮箱和内存池进行通信。

设备端应用层程序的三组线程分别是：

左侧红色部分为传感数据采集线程，dhtxx、gy2y10、sgp30 均已对接 sensor 框架，因此调用统一的​​rt_device_xxx​​ 接口进行操作；中间蓝色部分为同步线程，负责协同不同速率的传感器，同时做一些本地数据处理，为数据上报做准备；右侧绿色部分为数据上报线程，负责将传感器数据上报到云端。

6. 演示效果

B 站视频：​​平台数据展示

7. 代码地址

GitHub 仓库：​​软件包：​​软件包：​​软件包：​​软件包：​​软件包：​​演示视频

RT-Thread应用创新设计大赛作品展示——空气质量监测系统

B站：​​https://bilibili.com/video/BV1mK411p7jj​​

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