【源码】基于Arduino和LoRa的纳米颗粒气体传感器系统

项目简介

本项目是图卢兹国立应用科学学院（INSA Toulouse）工程专业五年级物联网方向的课程项目，致力于构建一套完整的物联网架构，内容涵盖纳米颗粒气体传感器的制造以及低功耗无线网络的实现。项目制造了基于三氧化钨（WO3）纳米颗粒的气体传感器，通过设计电路将传感器电阻变化转换为模拟电压，利用LoRa协议把数据传输至The Things Network（TTN）网络，最终在Web仪表板上展示数据。

项目的主要特性和功能

1. 纳米颗粒传感器：于洁净室制造，在数毫米空间集成四个测量元件，包含对称铝制传感器、加热电阻、温度测量电阻和外部连接电极，可检测氨、乙醇等多种气体，通过氧化还原反应改变电阻来测量气体浓度。
2. 低功耗设计：传感器每个叉指电极电阻理论上达数百兆欧，电流消耗仅微安甚至纳安级别。
3. 电路设计：借助LT - Spice设计电路，将传感器电阻变化转换为模拟电压；使用KiCad设计电路板，集成传感器电路、Arduino微控制器和LoRa通信模块。
4. 数据传输与展示：利用LoRa协议把传感器数据传至TTN网络，通过Arduino IDE和NodeRed编程，在Web仪表板显示数据。
5. 环境友好与低成本：纳米颗粒合成只需少量可重复使用溶液，减少浪费，合成产物分类处理，避免污染废水。

安装使用步骤

前提条件

假设用户已下载本项目源码文件，且具备以下工具和环境： - Arduino IDE - NodeRed环境 - TTN账户

安装步骤

1. 硬件连接
   • 将制造好的传感器连接到电路板对应接口。
   • 将电路板输出连接到Arduino微控制器。
   • 将LoRa模块连接到Arduino的UART（TX/RX）端口。
2. 代码上传
   • 打开Arduino IDE，导入项目源码。
   • 配置Arduino IDE以匹配所用Arduino板型号。
   • 将代码上传到Arduino微控制器。
3. TTN配置
   • 登录TTN账户，创建新的应用程序。
   • 注册LoRa设备，获取设备的EUI和密钥。
   • 在Arduino代码中配置TTN设备的EUI和密钥。
4. NodeRed配置
   • 打开NodeRed环境，导入项目的NodeRed流文件。
   • 配置NodeRed流，连接到TTN应用程序，接收传感器数据。
   • 配置Web仪表板节点，显示传感器数据。

使用步骤

1. 给电路板和Arduino供电。
2. 等待传感器和LoRa模块初始化。
3. 打开NodeRed配置的Web仪表板，查看传感器实时数据。

下载地址

点击下载 【提取码: 4003】【解压密码: www.makuang.net】