甲醛(化学式HCHO或CH2O)是一种有特殊刺激气味的气体,对人的眼睛和鼻子有强烈的刺激作用。若空气中甲醛浓度过高,比如新装修的房子、新买的汽车等,可引起中毒反应,严重的可致癌。甲醛是空气中的杀手之一,需要时刻提防。
本案例就以此为背景教开发者如何一步一步打造一个甲醛检测仪,即使不在家,也可以随时随地远程掌控家里甲醛浓度哦,整个打造过程分为2步:
背景知识
本系统的核心在于如何精准的检测家庭中的甲醛浓度。现在市面上有很多种甲醛检测的仪器,大多企业在用的都是通过电化学的方法来检测。
电化学甲醛检测仪采用高灵敏度电化学传感器原理,结合单片机技术和网络通讯技术对检测场所采集空气样品,因为甲醛浓度不同,传感器获得不同的电位信号,将此信号进行处理,就显示出甲醛浓度。
和其它方式检测甲醛浓度相比,电化学甲醛传感器的抗干扰能力强,灵敏度高,测量结果精确,检测下限低,恢复-响应的特性更好。
- 电化学甲醛传感器是由膜电极和电解液灌封而成的。气体浓度信号将电解液分解成阴阳带电离子,通过电极将信号传出。它的优点是:反映速度快、准确(可用于ppm级,即可测量最低百万分比质量浓度)度高,稳定性好、能够定量检测,但其寿命一般较短,约2年左右。它主要适用于甲醛气体的检测,目前国际上绝大部分毒气检测均采用该类型传感器。
- 甲醛传感器使用一个4电极型电化学传感器,包括一个工作电极和一个活性辅助电极。辅助电极发出的信号用于温度补偿,可增强整个传感器的选择性。传感器响应值和空气中的甲醛浓度成正比。
本节选用的是HOCO甲醛传感器,可精确测量空气中的甲醛浓度,并能抑制干扰气体,具有稳定性高、抗干扰气体能力强等特点。分辨率高达0.01ppm,支持3.3~6V宽电压输入,具备良好的兼容性,并且使用寿命长达2年。 简单易用的Gravity接口、宽输入电压、支持模拟电压或者串口输出,几乎可兼;容所有的主控器。
注意:甲醛传感器在使用之前需要预热5分钟以上。
1、设备端开发 - 甲醛检测
本节主要目标是通过ESP32和HCHO甲醛传感器测量环境的甲醛浓度信息。
1.1、硬件准备
- ESP32开发板一套
- HCHO甲醛传感器一个
- 杜邦连接线若干
在进行下一步之前请确保ESP32开发环境已经搭建完毕。详情请参考HaaS Studio开发环境的说明。
1.2、创建解决方案
如下图所示,打开VS Code之后在新建一个基于helloworld的python工程,设定好工程名称(“hcho_detector”)及工作区路径之后,硬件类型选择ESP32,点击立即创建,创建一个Python轻应用的解决方案