如何制作空气质量监测器

步骤1：硬件

以下是我们决定用于设计工作站的组件：

- STM32 NUCLEO-F303K8

- HPMA115S0-XXX（粒子传感器PM2.5＆amp; PM10）

- SHT11或SHT10或STH15或DHT11（温度和相对湿度）

- MICS2714（NO2传感器，二氧化氮传感器） ）

- 太阳能电池板x2（2W）

- 电池LiPo 3，7 V 1050 mAh

- 调节器LiPo Rider Pro（106990008）

- BreakOut SigFox BRKWS01 + 1许可证

- 7个电阻器（86，6; 820; 1K; 1K; 4，7K; 10K; 20K）

- 1个电容（100nF）

- 1个晶体管（2N222）。

！ ！ ！您必须在stm32核板上移除SB16和SB18，以防止HPMA和SHT11之间的干扰！ ！ ！

基本上，这就是连接组件的方法：

并行焊接太阳能电池板。

将它们连接到LiPo Rider Pro并将电池连接到LiPo Rider Pro。

与上面的照片一样，将所有元素连接到STM32。仅连接一个温度和湿度传感器而不是2个！不要忘记电阻器，电容器和晶体管。

最后，使用USB电缆将STM32连接到LiPo Rider Pro。

下一步是此有线的替代方案。

步骤2：硬件 - PCB

我们决定使用Autodesk Eagle设计印刷电路板（PCB）。

您可以选择连接DHT或SHT，我们选择为这两个传感器设计两个指纹，以便在需要时更换传感器。

在附件中，您可以下载Eagle概念文件，以便您可以轻松地自行创建。

我们使用stm32的5V引脚为设备供电。在此配置中，只有stm32内核供电。

因此，我们可以使用MCU的深度睡眠模式，提供低睡眠电流。在待机状态下，整个休眠电流低于XXμA。

步骤3：LPWAN协议：Sigfox通信

Sigfox 是法国电信公司创建的LPWAN协议 - SIGFOX

它使远程设备能够使用超窄带（UNB）技术进行连接。其中大多数只需要低带宽来传输少量数据。网络每个消息只能处理大约12个字节，同时每个设备每天不超过140个消息。

对于许多物联网应用，传统的蜂窝电话系统太复杂，不允许对于许多小型低成本节点而言，操作功耗极低且成本太高。..。.. SIGFOX网络和技术针对需要广域覆盖的低成本机器到机器应用领域。

对于AirCitizen，检测到的数据格式很简单，数据量正确，可以使用Sigfox将传感器检测到的数据转换为IOT平台 - ThingSpeak。

我们将介绍如何使用Sigfox步骤4：软件配置

在实现我们的电路后，让我们动关于STM32 F303K8微控制器的开发。

为了更简单，您可以选择在Arduino中编程。

第1步：如果您还没有安装Arduino IDE，请从此链接下载并安装它。确保选择正确的操作系统。

链接：下载Arduino

步骤2：安装Arduino IDE后打开并下载所需的软件包STM32板。这可以通过选择文件 - 》首选项来完成。

步骤3：单击首选项将打开下面显示的对话框。在其他Boards Manager URL文本框中粘贴以下链接：

https://github.com/stm32duino/BoardManagerFiles/ra 。..

然后按确定。

第4步：现在转到工具 - 》电路板 - 》电路板管理器。这将打开Boards管理器对话框，搜索“STM32 Cores”并安装出现的软件包（STMicrolectronics软件包）。

步骤5：包装完成后，安装完成。转到工具并向下滚动以找到“Nucleo-32 series”。然后确保变体是“Nucleo F303K8”并将上传方法更改为“STLink”。

第6步：现在，将您的主板连接到计算机，并使用设备管理器检查主板连接到哪个COM端口。然后，在工具 - 》端口中选择相同的端口号。

您现在可以使用Arduino对STM32 F303K8进行编程了！

步骤5：编程您的STM32

完成配置后，您需要对微控制器进行编程以收集和发送数据。

步骤1：检查I/O的影响并测量代码“Define”部分的时间戳。

Step2：将上面的代码上传到stm32，打开串口监视器并重置设备。 “AT”命令应该出现在屏幕上，如果没有，请检查I/O声明。

通过查阅附件中的法国法规标准，您可以了解数据的准确性。

让我们继续进行仪表板的配置。

第6步：ThingSpeak - 1

在配置如何将数据从我们的工作站重定向到ThingSpeak平台之前，您必须创建一个ThingSpeak帐户。

注册：ThingSpeak网站

第1步：现在点击“新频道”。这将打开一个表格。输入名称和描述（如果需要）。

创建5字段：

字段1：pm2，5

字段2：pm10

字段3：温度

字段4：湿度

字段5：NO2

这些标题不是标题我们的图表。

如果您需要一个示例，请参见上面的照片。

您不需要填写更多字段，但如果您输入某个位置可能会很有趣。

向下滚动并“保存频道”。

第2步： AirCitizen电台频道。

现在，你可以看到一个包含5个图表的页面。通过单击铅笔符号，您可以更改图形的属性。

结果是上面的第二张图片。

在这一步，这些图是私有的。收到数据后，您将能够公开它们。

第3步：配置图表后。转到“API密钥”标签。查看API请求部分，更准确地说是第一个字段“更新频道提要”。 请注意API KEY。

您将拥有以下内容：

GET https://api.thingspeak.com/update？api_key=XXXXXXXXXXXXXXXX&field1=0

您现在可以进入下一章。

第7步：Sigfox模块与ThingSpeak平台之间的通信

请注意每张Sigfox模块卡在卡上写有一个唯一的号码和一个PAC号码。

要接收ThingSpeak上的数据，您应该重定向它们。

数据从站点转到Sigfox后端，并将重定向到ThingSpeak服务器。

请参阅上面的第一张图片以获取解释。

第1步：由于互联网上的许多教程，我们不会解释如何在Sigfox上注册。

继续使用Sigfox后端。

点击“设备类型“，然后点击套件的行并选择”编辑“。

现在，进入”Callbacks“部分并单击“新建”，“自定义回调”。

第2步：

您应该在配置页面上：

输入： DATA 和 UPLINK

频道：网址

发送重复：无

自定义有效负载配置：设置数据源并确定数据格式。你应该这样写：

VarName：：Type:NumberOfBits

在这种情况下，我们有5个名为pm25，pm10，温度，湿度和NO2的值。

pm25：：int:16 pm10：：int:16 temperature：：int:8 humidity：：uint:8 NO2：：uint:8

Url模式：这是语法。使用以前找到的API密钥并在“api_key =”之后插入它。

https://api.thingspeak.com/update？api_key=XXXXXXXXXXXXXXXX&field1={customData#pm25}&field2={customData#pm10}&field3={customData#temperature}&field4={customData#humidity}&field5={customData#NO2}

使用HTTP方法： GET

发送SNI：ON

标题：无

现在点击“确定”。

你的回调现在配置了ThingSpeak API！ （上面第二张图片的表示）。

第8步：ThingSpeak - 2

现在，你可以更挑剔修改轴的最小值和最大值。

如有必要，单击图表右上角的铅笔徽标。

典型值：

PM 2，5＆amp; PM 10 = ug/m ^ 3

温度=°C

湿度=％

二氧化氮= ppm

您应该有类似上面两张图片的内容。

您还可以添加其他一些小部件，例如 “数字显示”或“Gauge”。

最后，要公开您的频道，请转到“分享”标签，选择“与所有人共享频道视图”。

第9步：奖励 - ThingTweet和React

可选：如果满足条件，则发送推文！

步骤1：创建推特帐户或者使用您的个人推特账号。

注册 - 推特

第2步：在Thingspeak中，进入“应用”然后点击“ThingTweet”。

点击“链接Twitter帐户”链接您的Twitter帐户。

第3步：现在，返回“Apps”，然后点击“React”。

点击“New R”创建一个新的React eact“。

例如：

反应名称：温度超过15°C

条件类型：数字

测试频率：O n数据插入

条件，如果频道：

字段： 3（温度）

签名：大于

价值： 15

行动： ThingTweet

然后发推文：哦！温度高于15°C！

使用Twitter帐户：

选项：每次满足条件时运行操作

然后单击“Save React”。

如果是，您现在将发推文满足条件，并且可以配置许多其他条件，例如取决于PM10的级别。

步骤10：现在轮到你了！

最后，你现在拥有重现您自己的AirCitizen Station的所有元素！