車內(nèi)環(huán)境質(zhì)量監(jiān)測器

一、項(xiàng)目名稱：

基于Teensy4.1的車內(nèi)環(huán)境質(zhì)量監(jiān)控器

二、項(xiàng)目概述：

本項(xiàng)目旨在開發(fā)一款智能車內(nèi)環(huán)境質(zhì)量監(jiān)控器，基于高性能的?Teensy 4.1微控制器?，結(jié)合?瑞薩 RRH62000多合一環(huán)境傳感器?，實(shí)時(shí)監(jiān)測車內(nèi)的?溫濕度?、?顆粒物濃度（PM1/PM2.5/PM10）?、?eCO2（等效二氧化碳濃度）?、TVOC（總揮發(fā)性有機(jī)化合物）以及空氣質(zhì)量指數(shù)（AQI）等關(guān)鍵環(huán)境參數(shù)。所有數(shù)據(jù)通過3.5寸LCD觸摸屏顯示，界面基于LVGL圖形庫設(shè)計(jì)，提供直觀、美觀的用戶交互體驗(yàn)。

本項(xiàng)目不僅是一款實(shí)用的車內(nèi)環(huán)境監(jiān)控設(shè)備，更是一個(gè)可擴(kuò)展的智能平臺，未來可通過軟硬件升級，滿足更多場景需求。通過實(shí)時(shí)監(jiān)測和智能提示，幫助用戶打造更健康、更舒適的車內(nèi)環(huán)境。

核心功能

?多參數(shù)環(huán)境監(jiān)測?：

實(shí)時(shí)采集車內(nèi)溫濕度、顆粒物濃度、eCO2、TVOC及空氣質(zhì)量指數(shù)。

通過RRH62000傳感器的高精度檢測，確保數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和可靠性。

?直觀的GUI界面?：

基于LVGL設(shè)計(jì)的圖形用戶界面，支持觸摸操作。

主界面顯示所有參數(shù)的實(shí)時(shí)數(shù)值，輔以圖標(biāo)、顏色和動(dòng)態(tài)效果，提升用戶體驗(yàn)。

?報(bào)警與提示功能?：

當(dāng)某項(xiàng)環(huán)境參數(shù)超出預(yù)設(shè)安全范圍時(shí)，系統(tǒng)會通過屏幕信息警告、LED指示燈發(fā)出提示。

?數(shù)據(jù)存儲與導(dǎo)出?：

LCD屏模塊板載TF卡座，可將環(huán)境數(shù)據(jù)存儲至TF卡，便于**分析與導(dǎo)出。

三、作品實(shí)物圖

硬件設(shè)計(jì)

?主控芯片?：Teensy 4.1

板載NXP的高性能ARM Cortex-M7處理器RT1062，主頻高達(dá)600MHz，滿足多任務(wù)處理需求。

豐富的外設(shè)接口（I2C、SPI、UART等），便于連接傳感器和顯示屏。

?環(huán)境傳感器?：瑞薩 RRH62000

集成溫濕度、顆粒物、eCO2、TVOC等多種檢測功能，減少硬件復(fù)雜度。

通過I2C接口與Teensy 4.1開發(fā)板通信。

?顯示模塊?：DFROBOT 的3.5寸LCD觸摸屏

分辨率320x480，支持觸控操作。

使用LVGL庫實(shí)現(xiàn)流暢的圖形界面和交互邏輯。

?擴(kuò)展功能模塊?：

根據(jù)環(huán)境數(shù)據(jù)，可主動(dòng)或自動(dòng)調(diào)節(jié)車內(nèi)空調(diào)或空氣凈化器。

可控制車內(nèi)燈光。

軟件設(shè)計(jì)

1.LVGL圖形界面?：

-設(shè)計(jì)簡潔美觀的主界面，實(shí)時(shí)顯示各項(xiàng)環(huán)境參數(shù)。

-支持多級菜單，用戶可查看歷史數(shù)據(jù)、設(shè)置報(bào)警閾值等。

2.?數(shù)據(jù)采集與處理?：

-定時(shí)從RRH62000傳感器讀取數(shù)據(jù)，并進(jìn)行濾波和校準(zhǔn)。

-通過算法計(jì)算空氣質(zhì)量指數(shù)（AQI），提供更直觀的環(huán)境評估。

3.?擴(kuò)展控制?：

-實(shí)時(shí)監(jiān)測環(huán)境參數(shù)，根據(jù)環(huán)境數(shù)據(jù)，可主動(dòng)調(diào)節(jié)車內(nèi)空調(diào)或空氣凈化器。

-支持用戶控制車內(nèi)照明燈光。

項(xiàng)目亮點(diǎn)

?1.高集成度?：

-采用多合一環(huán)境傳感器，減少硬件復(fù)雜度，降低成本。

-Teensy 4.1強(qiáng)大的處理能力支持多任務(wù)并行處理。

?2.用戶友好?：

-基于LVGL的圖形界面，操作直觀，支持觸摸交互。

-提供實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)和報(bào)警提示，滿足用戶多樣化需求。

3.?可擴(kuò)展性強(qiáng)?：

-支持自動(dòng)控制等擴(kuò)展功能。

-模塊化設(shè)計(jì)，便于**功能升級和維護(hù)。

4.?實(shí)用性與環(huán)保?：

-幫助用戶實(shí)時(shí)了解車內(nèi)環(huán)境質(zhì)量，提升駕駛舒適性和健康保障。

-通過數(shù)據(jù)分析和提示，促進(jìn)用戶改善車內(nèi)環(huán)境，減少污染。

本項(xiàng)目基于arduino開發(fā)。部分軟件代碼如下：

#include <TimerOne.h>
#include <ILI9488_t3.h>
#include <lvgl.h>
#include "src/gui_guider.h"
#include "src/events_init.h"
#include "src/custom.h"
#include "RRH62000.h"

RRH62000 rrh=RRH62000(&Wire2);

#define SCREEN_WIDTH 480
#define SCREEN_HEIGHT 320

ILI9488_t3 tft = ILI9488_t3(&SPI, 10, 40, 41);

static lv_disp_draw_buf_t disp_buf;
static lv_color_t buff[SCREEN_WIDTH * 10];

static void my_disp_flush(lv_disp_drv_t *disp, const lv_area_t *area, lv_color_t *color_p)
{
uint32_t w = (area->x2 - area->x1 + 1);
uint32_t h = (area->y2 - area->y1 + 1);
tft.writeRect(area->x1,area->y1,w,h,(const unsigned uint16_t*)&color_p->full);
lv_disp_flush_ready(disp);
}

void timer_callback(void)
{
lv_tick_inc(5);
}

extern "C"
{
float RRH62000_getTemperature()
{
float t = rrh.getTemperature();
Serial.println(String(t));
return t;
}

float RRH62000_getHumidity()
{
float rh =rrh.getHumidity();
Serial.println(String(rh));
return rh;
}

float RRH62000_getPM1()
{
float dat =rrh.getPM1();
Serial.println(String(dat));
return dat;
}

float RRH62000_getPM2_5()
{
float dat =rrh.getPM2_5();
Serial.println(String(dat));
return dat;
}

float RRH62000_getPM10()
{
float dat =rrh.getPM10();
Serial.println(String(dat));
return dat;
}

float RRH62000_getPM1_smoke()
{
float dat =rrh.getPM1_smoke();
Serial.println(String(dat));
return dat;
}

float RRH62000_getPM2_5_smoke()
{
float dat =rrh.getPM2_5_smoke();
Serial.println(String(dat));
return dat;
}

float RRH62000_getPM10_smoke()
{
float dat =rrh.getPM10_smoke();
Serial.println(String(dat));
return dat;
}

float RRH62000_getIAQ()
{
float dat =rrh.getIAQ();
Serial.println(String(dat));
return dat;
}

float RRH62000_getTVOC()
{
float dat =rrh.getTVOC();
Serial.println(String(dat));
return dat;
}

float RRH62000_getECO2()
{
float dat =rrh.getECO2();
Serial.println(String(dat));
return dat;
}
}

lv_ui guider_ui;

void setup() {
// put your setup code here, to run once:
Serial.begin(115200);

tft.begin();
tft.setRotation(1); // 180

rrh.begin(); // Start RRH62000

lv_init();
lv_disp_draw_buf_init(&disp_buf, buff, NULL, SCREEN_WIDTH * 10);
/*Initialize the display*/
static lv_disp_drv_t disp_drv; /*Descriptor of a display driver*/
lv_disp_drv_init(&disp_drv); /*Basic initialization*/
/*Set the resolution of the display*/
disp_drv.hor_res = SCREEN_WIDTH;
disp_drv.ver_res = SCREEN_HEIGHT;
/*Used to copy the buffer's content to the display*/
disp_drv.flush_cb = my_disp_flush;
/*Set a display buffer*/
disp_drv.draw_buf = &disp_buf;
/*Finally register the driver*/
lv_disp_drv_register(&disp_drv);

static lv_indev_drv_t indev_drv;
/*Register a touchpad input device*/
lv_indev_drv_init(&indev_drv);
indev_drv.type = LV_INDEV_TYPE_POINTER;
indev_drv.read_cb = my_touchpad_read;
lv_indev_drv_register(&indev_drv);

setup_ui(&guider_ui);
events_init(&guider_ui);
custom_init(&guider_ui);

Timer1.initialize(5000);
Timer1.attachInterrupt(timer_callback); // blinkLED to run every 0.15 seconds

}

void loop() {
// put your main code here, to run repeatedly:
rrh.refreshData(); // collect new data from RRH62000
lv_task_handler(); /* let the GUI do its work */
delay(5);
}

視頻與資料：

參見附件