室内空气质量监测仪

项目简介:
一款基于开源硬件行空板K10搭建的室内空气质量监测装置,通过ENS160空气质量传感器(检测TVOC、CO2及AQI五档空气质量指数)实时监测室内空气质量,外接DHT11温湿度传感器为ENS160读数提供准确校正,并通过 EasyIoT 物联网平台将数据上传,使用微信小程序随时随地远程查看与交互。外壳采用激光切割椴木板设计,让科技与生活美学相结合。
一、项目背景与创意来源
室内空气质量直接影响睡眠质量与身体健康。卧室是我们每天停留时间最长的空间,但TVOC、CO2浓度以及温湿度等数据的变化常常被忽视。市面上专业的空气质量监测设备价格较高,且缺少个性化与可定制性。
本项目用开源硬件自己动手制作一款低成本、可定制、高颜值、可远程查看的卧室空气质量监测仪,既能随时了解睡眠环境的空气状况,又能把它作为一件融入家居的科技装置,并完整开源制作过程供社区爱好者复现与改进。
二、功能设计
| 功能模块 | 具体说明 |
|---|---|
| 空气质量监测 | 实时读取卧室空气状况,包括TVOC浓度、二氧化碳浓度及传感器综合测算的五档空气质量指数 |
| 温湿度校正 | 外接DHT11温湿度传感器,为空气质量传感器读数提供准确的温度、湿度校正输入 |
| 本地实时显示 | 校正后的数据同步显示在行空板K10自带屏幕上,随时可看 |
| 物联网远程查看与交互 | 通过行空板K10的物联网功能,将数据上传至EasyIoT平台,使用微信小程序远程查看与交互 |
系统工作流程:
DHT11提供温湿度校正输入 + 空气质量传感器采集数据(含校正) → 行空板K10处理并在本地屏幕显示 → 每10分钟通过Wi-Fi将数据上传至EasyIoT平台 → 微信小程序远程查看与交互
为什么需要外接DHT11温湿度传感器:
行空板K10主板自带的温湿度传感器会受主板自身发热影响,因此本项目外接DHT11温湿度传感器获得更准确的温湿度数据,并直接在空气质量传感器读数时作为校正输入,让空气质量监测结果更准确可靠。
三、硬件器材清单
| 类别 | 器材 | 说明 |
|---|---|---|
| 主控 | 行空板K10 | 基于Linux的主控板,带屏幕,具备Wi-Fi物联网功能,作为系统"大脑" |
| 扩展 | 行空板K10扩展板 | 用于扩展行空板K10的引脚,以方便连接传感器等设备 |
| 传感器 | 空气质量传感器 | 检测TVOC、CO2,并综合测算AQI五档空气质量指数(1~5档),读数时直接接受温湿度校正输入 |
| 传感器 | DHT11温湿度传感器 | 外接温湿度传感器,提供准确的温度与湿度,用于校正空气质量传感器读数(规避主板发热误差) |
| 结构 | 椴木板 | 激光切割制成外壳 |
| 其他 | 杜邦线、USB数据线、电源 | 连接与供电 |
制作用软件:LaserMaker(激光切割外壳设计)、Mind+(行空板K10图形化编程)、EasyIoT微信小程序(物联网平台远程查看与交互)。

四、制作过程(五步完成)
步骤一:需求分析与方案设计
明确需要监测的环境参数(TVOC、CO2、空气质量指数、温湿度),规划"感知层(传感器)— 控制层(行空板K10)— 交互层(本地屏幕)— 云平台(EasyIoT物联网)"的整体架构。
步骤二:外壳结构设计与激光切割
使用LaserMaker软件设计卧室监测仪的盒子外壳结构,在激光切割软件中完成排版,采用椴木板进行切割、组装,让作品既美观又稳固。
步骤三:硬件电路搭建与调试
将行空板K10、ENS160空气质量传感器、DHT11温湿度传感器按设计用杜邦线连接起来,逐个调试每个传感器,确保TVOC、二氧化碳、空气质量指数等数据读取准确,并确认DHT11能正常提供温湿度校正输入,各模块工作正常。
步骤四:程序编写与功能实现(含物联网)
使用Mind+图形化编程软件编写程序:
- 数据采集、校正与本地显示:读取DHT11温湿度数据作为校正输入,在空气质量传感器读数时放入进行校正,得到更准确的空气质量数据,随后同步显示在行空板K10的本地屏幕上;
- 物联网定时上报:通过Wi-Fi连接网络,每10分钟将采集并校正后的数据上传至EasyIoT平台的对应主题,实现环境数据的定时远程上报。

步骤五:系统集成、测试与外观优化
将所有硬件安装进激光切割的椴木板盒子内,整理固定线材,进行全系统功能测试:验证本地显示是否流畅、数据是否按每10分钟稳定上报、微信小程序能否正常查看与交互,并对作品进行外观美化。

五、创新与特点
- 真实生活需求:聚焦卧室睡眠环境这一高频真实场景,让科技直接服务于日常生活。
- 规避主板发热误差:外接DHT11温湿度传感器提供准确校正,规避行空板K10主板发热导致的读数偏差,让监测更精准,且无需额外编写校正公式。
- 物联网远程查看与交互:利用行空板K10的物联网功能,通过EasyIoT平台将数据上传,使用微信小程序随时随地远程查看卧室空气状况,并可交互,实现"现场+远程"双通道监控。
- 定时高效上报:设备每10分钟定时上报一次数据,兼顾数据连续性与服务器压力。
- 开源可复现:完整开源硬件清单、程序与外壳设计,社区爱好者可自由复刻与改进。
- 高颜值结构:通过激光切割椴木板设计精致外壳,将科技与家居美学结合。
六、结语与展望
本项目从卧室空气质量这一真实痛点出发,完成了从方案设计、结构制作、硬件搭建、编程调试到物联网远程监测的完整开源硬件项目闭环。未来可以进一步拓展,例如增加异味识别、数据异常主动提醒(微信推送)、历史趋势分析等功能,让卧室空气质量监测更加全面智能。





