如何使用Arduino、ESP8266和气体传感器制作物联网烟雾探测系统

在本篇文章中，我们将制作一个物联网烟雾探测系统，其中MQ-2烟雾传感器感知附近是否有烟雾。如果附近有烟雾，则蜂鸣器将开始发出蜂鸣声，红色LED指示灯被点亮，并且我们将使用ESP8266模块创建的网页上显示警告。可以使用任何连接的设备（如移动设备、平板电脑或PC）访问此网页。

所需的组件

● Arduino开发板

● ESP8266 Wi-Fi模块

● MQ-2气体传感器

● 绿色和红色LED

● 蜂鸣器

● 连接导线

● 面包板

烟雾报警器如何工作？

MQ-2烟雾传感器将以模拟电压的形式提供输出。我们在代码中设置了一个条件，即如果传感器的输出值大于400，则蜂鸣器将开始发出蜂鸣声，红色LED将被点亮；如果传感器的输出值小于400，则蜂鸣器将保持静音，绿色LED将被点亮。

这里使用的ESP模块将在IP地址创建一个网页，并将数据发送到该IP地址，然后在改网页显示数据。上传代码后，可以在串行监视器中看到此IP地址，如下所示。

当您在浏览器中键入此IP地址时，项目的输出将显示在网页中，如下图所示。

电路原理图

首先，将ESP8266模块连接到Arduino开发板。为了将ESP8266与Arduino正确连接，我们使用了ESP-01适配器模块，这将使连接变得非常容易。该适配器模块内置5V至3.3V稳压器，这意味着您不必使用任何电阻。

将ESP-01适配器的VCC引脚连接到Arduino上的5V引脚，将ESP-01适配器的GND连接到Arduino上的GND。接下来，将适配器的TX引脚连接到Arduino上的引脚2，将RX引脚从适配器连接到Arduino上的引脚3。

然后，将MQ-2气体传感器与Arduino连接。将气体传感器上的VCC和GND连接到Arduino上的5V和GND引脚。然后将MQ-2气体传感器上的A0引脚连接到Arduino上的A0。

之后，将蜂鸣器和LED连接到Arduino。将蜂鸣器上的正极连接到Arduino上的引脚10，将蜂鸣器上的负极连接到Arduino上的GND。然后通过220欧姆电阻将LED的负极连接到GND，将正极连接到Arduino的引脚8和9。

代码说明

首先，添加软件serial库。serial库允许我们在Arduino的其他引脚上使用TX和RX通信，而不是仅使用默认的TX和RX引脚。然后我们定义了我们在Arduino上连接这些TX和RX引脚的位置。

#include <SoftwareSerial.h>
#define DEBUG true
SoftwareSerial wifi_module(2,3); // Connect TX pin of esp to the pin 2 of Arduino and RX pin of esp to the pin 3 of Arduino

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在下面的代码中，我们声明了LED、蜂鸣器和烟雾传感器连接到Arduino开发板的引脚。

int red_led_pin = 9;
int green_led_pin = 8;
int buzzer_pin = 10;
int smoke_sensor_pin = A0;

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在setup()函数中，首先，我们设置串行通信和wifi模块的波特率为9600。然后将LED引脚和蜂鸣器引脚设置为输出引脚，因为我们将这些引脚的输出提供给LED和蜂鸣器。最后，我们将烟雾传感器引脚定义为输入，因为烟雾传感器引脚将从传感器接收输入并将其传送给Arduino。

Serial.begin(9600);
wifi_module.begin(9600); // Set the baudrate according to your esp8266
pinMode(red_led_pin, OUTPUT);
pinMode(green_led_pin, OUTPUT);
pinMode(buzzer_pin, OUTPUT);
pinMode(smoke_sensor_pin, INPUT);

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以下代码将调用函数，并将在ESP提供的IP地址处设置服务器。然后ESP将在此IP地址发送数据。

esp8266_command("AT+RST\r\n",2000,DEBUG); // reset module
esp8266_command("AT+CWMODE=2\r\n",1000,DEBUG); // configure as access point
esp8266_command("AT+CIFSR\r\n",1000,DEBUG); // get ip address
esp8266_command("AT+CIPMUX=1\r\n",1000,DEBUG); // configure for multiple connections
esp8266_command("AT+CIPSERVER=1,80\r\n",1000,DEBUG); // turn on server on port 80

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在loop()函数中，我们从烟雾传感器读取值，然后应用一个条件，如果输出值大于400，则红色LED将亮起，蜂鸣器将开始发出蜂鸣声。如果输出值小于400，则绿色LED指示灯将亮起，蜂鸣器将保持静音。

int analogSensor = analogRead(smoke_sensor_pin);
if (analogSensor > 400)
{
digitalWrite(red_led_pin, HIGH);
digitalWrite(green_led_pin, LOW);
tone(buzzer_pin, 1000, 200);
}

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以下代码将在网页上打印输出数据。首先，我们将在网页顶部打印“IoT Smoke detection system”。然后在第二行，我们将打印输出烟雾值，在第三行，我们将根据条件打印“Everything Normal”或“DANGER! Move Somewhere Else“。