ESP32空气质量传感器
ESP32-Air-Quality-Sensor
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项目简介
ESP32 Air Quality Sensor utilizing BME680 Environmental Sensor, Supports Temperature/Humidity/Barometric Pressure/VOC Ga
这是一个基于ESP32芯片开发的室内空气质量监测系统，它集成了多种高精度传感器，能够全面采集环境数据。核心功能包括实时监测温度、湿度、二氧化碳浓度、可吸入颗粒物（PM1.0、PM2.5、PM10）以及总挥发性有机化合物（TVOC），并自动计算出标准空气质量指数（AQI）。系统通过一块0.96英寸的SSD1306 OLED屏幕直观展示所有读数，同时支持通过MQTT协议将数据上报至Home Assistant等智能家居平台，实现远程监控与自动化联动。
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项目特点
**多传感器融合**：集成SGP30（温湿度/TVOC）、SCD41（CO₂）、PMS7003（PM1.0/2.5/10）三种传感器，提供全面的空气质量数据
**OLED本地显示**：实时显示所有传感器读数，支持5分钟自动息屏防烧屏，可通过GPIO0按钮切换显示
**MQTT智能家居集成**：数据自动发布到MQTT Broker，支持Home Assistant自动发现，无需手动配置
**智能网络管理**：WiFi离线时传感器继续工作，首次连接超时15秒，失败3次后每15分钟重试，自动恢复
**标准AQI计算**：基于PM数据计算空气质量指数，提供直观的空气质量评估
**模块化代码结构**：清晰的include/src分离，传感器和功能模块独立，易于扩展和维护
技术规格
| 主控芯片 | ESP32 Dev Board |
|---|---|
| 温湿度/TVOC传感器 | SGP30（温度、湿度、TVOC、H₂、乙醇） |
| CO₂传感器 | SCD41（CO₂浓度、温度、湿度） |
| 颗粒物传感器 | PMS7003（PM1.0、PM2.5、PM10） |
| 显示屏 | 0.96英寸SSD1306 OLED（I2C，地址0x3C） |
| 通信协议 | WiFi 2.4GHz + MQTT |
| 数据上报频率 | 每1分钟 |
| 供电电压 | 3.3V（所有传感器） |
| I2C引脚 | SDA: GPIO21, SCL: GPIO22 |
| UART引脚 | RX: GPIO14, TX: GPIO27（PMS7003） |
| 按钮功能 | GPIO0：OLED显示开关 |
| 时间同步 | NTP（可配置时区） |
项目资源
搜索资源
物料清单 (BOM)
| 物料名称 | 数量 | 参考价格 | 备注 |
|---|---|---|---|
| ESP32 Dev Board | 1 | — | 任意ESP32开发板 |
| SGP30模块 | 1 | — | 温湿度/TVOC/H₂/乙醇 |
| SCD41模块 | 1 | — | CO₂浓度检测 |
| PMS7003模块 | 1 | — | PM1.0/2.5/10颗粒物 |
| SSD1306 OLED 0.96寸 | 1 | — | I2C接口，地址0x3C |
| 杜邦线/面包板 | 若干 | — | 用于电路连接 |
| USB数据线 | 1 | — | 为ESP32供电及编程 |
能力画像
⚪ 记忆与知识检索: 2/5
🔵 逻辑推演: 3/5
⚪ 表达与交流: 1/5
⚪ 感知与观察: 2/5
⚪ 数理与计算: 3/5
⚪ 动手与操作: 4/5
⚪ 狂热与坚持: 2/5
⚪ 创造与创新: 3/5
项目图库
所需技能
🔧 **动手能力**：需要连接多个传感器到ESP32，使用面包板和杜邦线搭建电路，确保I2C和UART接线正确
💻 **编程能力**：需要熟悉Arduino IDE环境，安装和管理库文件，配置WiFi和MQTT凭据，理解C++代码结构
⚡ **电子电路**：了解I2C和UART通信协议，知道3.3V供电和GND连接，能排查接线错误
适用场景
**室内空气质量监测**：在家庭、办公室或教室中实时监测空气质量，通过Home Assistant实现自动化控制（如联动空气净化器）
**智能家居集成**：作为Home Assistant的传感器节点，提供温湿度、CO₂和PM数据，用于环境调控和报警
**环境数据采集**：用于科研或教育项目，收集长期空气质量数据，分析室内外污染趋势
**DIY创客项目**：作为学习ESP32、传感器集成和MQTT通信的实践项目，可扩展更多传感器或通信方式