【BW21-CBV-Kit 开发板】第五期电子DIY - 定个小目标 - Step 1

[i=s] 本帖最后由 WT_0213 于 2025-4-24 22:45 编辑 [/i]

面对火灾、燃气泄漏、爆炸等突发灾害，科技的力量可以成为守护家庭安全的坚实防线。本文将介绍如何利用‌火焰传感器‌、‌MQ-2烟雾传感器‌和‌报警模块‌，搭建一套较高可靠性的安全监测系统，让技术为生命筑起第一道防线。

‌一、风险与痛点：为什么需要家庭安全监测？

1. ‌火灾隐患‌电器短路、明火失控、易燃物堆积都可能引发火灾，火焰传感器可第一时间捕捉火情。
2. ‌燃气泄漏风险‌天然气（主要成分甲烷）、液化气泄漏易引发爆炸，MQ-2传感器可检测可燃气体浓度。
3. ‌烟雾预警盲区‌传统烟雾报警器灵敏度有限，结合火焰传感器可覆盖更多火灾场景（如阴燃、快速明火）。

‌二、核心组件与工作原理‌

‌1. 火焰传感器‌

‌功能‌：通过红外光谱检测明火（波长760nm~1100nm），响应速度快（毫秒级）。‌

适用场景‌：厨房、客厅等明火易发区域。

‌2. MQ-2烟雾传感器‌

‌功能‌：检测烟雾、液化气、甲烷、丙烷等可燃气体，输出模拟信号（浓度越高电压越高）。

‌优势‌：成本低、灵敏度可调，适用于燃气泄漏监测。

‌3. 报警模块‌

‌组成‌：蜂鸣器（声音报警）、LED灯（视觉警示），配合推送服务或MQTT协议进行风险提醒。

‌三、系统设计与实现步骤‌

‌硬件清单‌

• 火焰传感器 ×1

• MQ-2烟雾传感器 ×1

• BW21-CBV-Kit 开发板 ×1

• 蜂鸣器模块 ×1（可能是喇叭，进行语音提醒，逃生方案）

• LED灯（红色） ×1 （待定）

• 杜邦线若干

  BW21-CBV-Kit 开发板（成本有点高，不过摄像头也很重要，当发现有火情或者燃气泄露，可以拍照通过将图片一起发送，这样可以查看是否误报或者查看火情大小等。后续做下多开发板适配可以解决成本过高问题）

引脚指示

‌接线示意图

火焰传感器 → BW21-CBV-Kit引脚 20
MQ-2传感器 → BW21-CBV-Kit引脚 A0  
蜂鸣器（喇叭） → 目前未确定，Arduino Pin 名称的随便接。  

‌核心代码示例（Arduino）

// 定义红外模块引脚
const int infraredPin = 20;
// 定义MQ - 2烟雾模块引脚
const int mq2Pin = A0;
// 定义蜂鸣器引脚
const int buzzerPin = 16;
// 定义烟雾传感器阈值
const int smokeThreshold = 300;

void setup() {
  // 初始化串口通信
  Serial.begin(9600);
  // 将红外引脚设置为输入模式
  pinMode(infraredPin, INPUT);
  // 将蜂鸣器引脚设置为输出模式
  pinMode(buzzerPin, OUTPUT);
  // 初始化蜂鸣器为关闭状态
  digitalWrite(buzzerPin, LOW);
}

void loop() {
  // 读取红外模块状态
  int infraredValue = digitalRead(infraredPin);
  // 读取MQ - 2烟雾模块模拟值
  int mq2Value = analogRead(mq2Pin);

  // 打印传感器数值
  Serial.print("Infrared: ");
  Serial.print(infraredValue);
  Serial.print(", Smoke: ");
  Serial.println(mq2Value);

  // 判断是否触发报警条件
  if (infraredValue == HIGH || mq2Value > smokeThreshold) {
    // 触发报警，打开蜂鸣器
    digitalWrite(buzzerPin, HIGH);
    Serial.println("Alarm triggered!");
  } else {
    // 未触发报警，关闭蜂鸣器
    digitalWrite(buzzerPin, LOW);
  }

  // 短暂延迟，避免频繁读取
  delay(100);
}  

‌四、优化与扩展‌

1. ‌双重验证机制‌
   • 火焰与烟雾传感器同时触发时再报警，减少误报（如蜡烛火焰干扰）。
2. ‌远程通知功能‌
   • 通过手机MQTT APP或微信推送报警信息。
3. ‌联动灭火设备‌
   • 接入继电器模块，触发自动灭火装置（如家电磁阀喷水系统）。

---

‌五、安全提醒‌

• ‌定期校准传感器‌：MQ-2需预热1分钟后使用，每月测试一次灵敏度。
• ‌避免高温高湿环境‌：传感器长期暴露可能影响寿命。
• ‌紧急逃生预案‌：报警触发后，优先撤离并联系消防部门。

科技的温度，在于将“无情”的灾害转化为“可控”的风险。通过简单的电子元件与开源硬件，每个人都能为家庭安全添一份保障。

两个传感器表现

默认日志

Alarm triggered!
Infrared: 1, Smoke: 106
Alarm triggered!
Infrared: 1, Smoke: 106
Alarm triggered!
Infrared: 1, Smoke: 106

MQ-2

烟雾传感器触发

Alarm triggered!
Infrared: 1, Smoke: 303
Alarm triggered!
Infrared: 1, Smoke: 438
Alarm triggered!
Infrared: 1, Smoke: 674
Alarm triggered!
Infrared: 1, Smoke: 786
Alarm triggered!
Infrared: 1, Smoke: 849
Alarm triggered!
Infrared: 1, Smoke: 894
Alarm triggered!
Infrared: 1, Smoke: 926
Alarm triggered!
Infrared: 1, Smoke: 994
Alarm triggered!
Infrared: 1, Smoke: 1020

火焰

火焰传感器被触发

Infrared: 0, Smoke: 225
Infrared: 0, Smoke: 225
Infrared: 0, Smoke: 225
Infrared: 0, Smoke: 227
Infrared: 0, Smoke: 224
Infrared: 0, Smoke: 226
Infrared: 0, Smoke: 226
Infrared: 0, Smoke: 225
Infrared: 0, Smoke: 226