ANAVI气体探测器入门套件和Home Assistant平台入门指南

ANAVI 气体探测器是一款基于 ESP8266 的开发板，专为 Arduino 支持的 MQ 气体传感器而设计。所以，用户可以使用 MQ-135 传感器作为入门套件的一部分从而来轻松地监测空气质量，更准确地来说是监测空气的电导率。通过监测，电导率就可以在 OLED 显示屏上直观地显示出来了。当然，也可以直接通过智能手机或计算机 Home Assistant 等自动化平台使用 MQTT。

最近，Leon Anavi 寄了一个 ANAVI 气体探测器入门套件给我使用。所以，本篇文章我会通过 Home Assistant ，跟大家讲讲我使用该套件的一些体验和感受。

入门套件拆箱

ANAVI套件包含了一些开源硬件，包括基于 ESP8266 的 ANAVI 气体检测器板、塑料支架、OLED 显示屏、USB 转串口适配器、气体传感器以及一些 KiCad 和 ANAVI 贴纸。

另外，ANAVI的开发板本身带有一个 ESP8266MOD 模块，配备一个用于供电的mirco USB 端口、一个复位按钮、四个 LED、一个 UART 控制台、一个 4 针 GPIO 接头、三个用于传感器的 I2C 接头、一个用于 OLED 显示器的 4 针连接器，还有一个用于 MQ 气体传感器的 4 针模拟接头。

其实，该开发板自带的“Flying-Fish”传感器模块就包括有传感器、一个用于设置阈值的电位器，以及一个用于连接到主机板的 4 针接头。

从上面的图片展示情况来看，该传感器模块没有显示传感器的型号。因此我们需要从侧面查看一下，由此我得知就是我下图展示的 MQ135 空气质量传感器。

据我所知，该传感器对苯、酒精和烟雾尤其敏感。它还可以用于探测 CO2 浓度。当然，ANAVI 气体探测器也可以支持其他的 MQ 传感器，比如：

MQ2 用于甲烷、丁烷、LPG、烟雾
MQ-3 用于酒精、乙醇、烟雾
MQ-7 一氧化碳
MQ-9 用于一氧化碳和可燃气体

你们也可以在Arduino Playground上找到上面提及每个传感器的详细信息。

ANAVI 气体探测器组装

ANAVI 气体探测器的入门套件，组装其实非常简单。跟ANAVI 温度计的组装步骤非常相似。

在安装显示器时，我需要用到一把精密的螺丝刀和一把镊子来处理螺母。接着，就是去除塑料支架上的保护膜，安装显示器、安装主板、并将显示器与显示器接头连接。然后，插入 MQ 传感器就大功告成了。

你们是不是对这个操作过程感觉似曾相识，这是因为 ANAVI 温度计和 ANAVI 气体探测器入门套件就是十分相似的。

配置

该开发板预装了默认固件，因此我们可以直接使用它。只需要通过计算机端口或其他 mirco USB 端口为开发板供电就行了。我本次的评测会通过计算机端口进行，该套件以AP（访问接入点）的模式启动。

显示屏显示 AP ID。这个时候，只要拿起手机或其他可以连接WiFi的设备，就可以选择“ANAVI Gas Detector <AP ID>”。这时候，设备应该会要求你登录账户。接着就可以进入用户界面了。

上图显示的部分信息你们可以参考，但不用太关心这个。大多数情况下只需点击“Configure WiFi”即可将其连接到他们的 WiFi 路由器上了。

选择你们想要访问的接入点，然后输入密码。现在可以暂时忽略 MQTT 设置，稍后我们会使用到这些设置。注意在本次评测中不会使用到机器 ID，因为它不是必需的。只需点击并保存，开发板就会重新启动，并通过使用 DHCP 从路由器获取新的 IP 地址即可。

空气质量测量

只需等待几秒钟，OLED 显示屏就会开始显示传感器的电导率，并评测空气质量为“差”、“中”或“好”。

在我办公室测试的结果显示，空气传导率为 27%，相当于中等空气质量。我现在正在使用超大电池组，因为我想把它放在房子的不同位置测试一下。

我先到了厨房去测量。我将设备放在燃气灶上，打开其中一个燃烧器，当燃气逸出时，传导率迅速升至 100%，在点火发生和燃气被燃烧时开始逐渐下降。请注意，MQ-135 并非专门用于检测此类气体泄漏的，不过从这个结果来看它似乎也可以达到检测目的。我会在下面的视频中详细介绍。

我来到户外呼吸新鲜空气，测量得到的电导率为22%。按照数据来看的话，这仍然被归类为中等空气质量。不过，我这边显示的仅仅是 AirVisual 应用程序的空气质量，所以仅供参考。因为，MQ-135 传感器可以监测到很多空气质量的指标，但据我所知 AirVisual 监视器仅针对 PM2.5 和 PM10 颗粒进行显示。不过，找出两者之间是否存在相关性还是很有趣的。

第二天早上，我回到房间并通过串行控制台连接开发板从而检查输出情况：

-59 dBm
Gas value: 138
Air 
Quality: Good
Conductivity: 13%
-49 dBm
Gas value: 144
Air 
Quality: Good
Conductivity: 14%                                                               
-50 dBm                                                                         
Gas value: 138                                                                  
Air                                                                             
Quality: Good                                                                   
Conductivity: 13%                                                               
Gas value: 144                                                                  
Air                                                                             
Quality: Good

-59 dBm

Gas value: 138

Air

Quality: Good

Conductivity: 13%

-49 dBm

Gas value: 144

Air

Quality: Good

Conductivity: 14%

-50 dBm

Gas value: 138

Air

Quality: Good

Conductivity: 13%

Gas value: 144

Air

Quality: Good

如果你们想了解代码的作用，可以查看Arduino sketch。特定用于电导率测量和空气质量计算的代码都在 detectGas 函数中：

void detectGas()
{
  int gas = analogRead(pinAdc);
  // Calculate conductivity in pecents
  // The gas concetration depends on the coductivity
  // If the analog MQ sensor detects more gases
  // the conductivity will be higher
  int conductivity = round(((float)gas/1023)*100);
 
  String quality = "Good";
  String gasState = "off";
  if (gas <= 190)
  {
    setColor(LOW, LOW, HIGH);
    gasState = "OFF";
  }
  else if (gas <= 300)
  {
    quality="Moderate";
    setColor(LOW, HIGH, LOW);
    gasState = "OFF";
  }
  else
  {
    quality="Poor";
    setColor(HIGH, LOW, LOW);
    gasState = "ON";
  }

void detectGas()

{

int gas = analogRead(pinAdc);

// Calculate conductivity in pecents

// The gas concetration depends on the coductivity

// If the analog MQ sensor detects more gases

// the conductivity will be higher

int conductivity = round(((float)gas/1023)*100);

String quality = "Good";

String gasState = "off";

if (gas <= 190)

{

setColor(LOW, LOW, HIGH);

gasState = "OFF";

}

else if (gas <= 300)

{

quality="Moderate";

setColor(LOW, HIGH, LOW);

gasState = "OFF";

}

else

{

quality="Poor";

setColor(HIGH, LOW, LOW);

gasState = "ON";

}

读取 OLED 显示器或串行控制台上的值看起来都很正常，但我们有一个 WiFi 连接的节点，所以如果我们可以将数据存储在我们自己的服务器上、并制作成一些图表就会更直观了。同时也可以通过数据触发警报。另外，也通过使用Home Assistant来完成上述要求。

ANAVI气体探测器和Home Assistant

在19年 3 月的时候，我其实尝试过使用 ANAVI 温度计设置Home Assistant ，但由于没有时间解决我遇到的所有问题当时就放弃了。我这次尝试使用ANAVI温度计的气体探测器之后发现，一切都挺简单的。这当然要归功于Leon Anavi 发布的视频，这个视频详细地解释了如何使用 ANAVI 温度计进行操作。

不过大家要注意，我不只是安装了 Home Assistant，而是使用了 Hass.io，其中包括 Home Assistant 以及使其更易于使用的常用工具。我可以使用两行代码将它安装在 Ubuntu 18.04 中，从而适应Github 上的一些说明：

sudo apt install -y apparmor-utils apt-transport-https avahi-daemon ca-certificates curl dbus jq network-manager socat software-properties-common docker.io
sudo sh -c 'curl -sL "https://raw.githubusercontent.com/home-assistant/hassio-installer/master/hassio_install.sh" | bash -s'

1 2	sudo apt install -y apparmor-utils apt-transport-https avahi-daemon ca-certificates curl dbus jq network-manager socat software-properties-common docker.io sudo sh -c 'curl -sL "https://raw.githubusercontent.com/home-assistant/hassio-installer/master/hassio_install.sh" \| bash -s'

到这一步之后，你们应该可以在 Web 浏览器中访问 http://<computer_ip_address>:8123 并通过第一个设置向导来访问仪表板了，这个设置向导十分简单，几乎是不言自明的。对了，有时候，你们也可以添加 MQTT 服务。到这一步的时候执行添加操作，或者稍后执行都可以。我在这一步就直接执行此操作了，方法是设置代理 IP 地址（例如我的计算机 IP 地址）、选择用户名和密码，并且勾选Enable discovery（这一点非常重要）。

点击Submit。下面就进入到 Home Assistant 的概览页面。转到左侧菜单中的 Hass.io 和附加商店从而安装 Mosquitto 代理。

你们需要按如下所示进行配置。

MQTT 代理配置：

{
  "logins": [
   {
      "username": "cnxsoft",
      "password": "esp8266"
   }
  ],
  "anonymous": false,
  "customize": {
    "active": true,
    "folder": "mosquitto"
  },
  "certfile": "fullchain.pem",
  "keyfile": "privkey.pem"
}

{

"logins": [

{

"username": "cnxsoft",

"password": "esp8266"

}

"anonymous": false,

"customize": {

"active": true,

"folder": "mosquitto"

"certfile": "fullchain.pem",

"keyfile": "privkey.pem"

}

单击“Save”和“Start”。我们需要配置我们的气体检测器从而使提供的凭据连接到我们的 MQTT 代理。按住开发板上的重置按钮 10 秒钟就可以恢复出厂设置并再次进入AP模式了。

登录后，我们可以像以前一样输入访问接入点密码，并填写与 MQTT 相关的字段，即Home Assistant（“ANAVI 气体检测器”）的 IP 地址、用户名、密码和设备名称。最后点击Save。

现在我们可以转到Home Assistant 主界面中的Configuration->Integrations 了。如果你暂时还未配置 MQTT 代理，那么可能会被要求在这一步进行配置，但在我的示例中，我已经这样做了。因此可以直接看到 MQTT：192.168.1.6。

点击它之后，结果很惊喜！可以检测到 ANAVI 气体检测器，以及它输出的两个值：电导率百分比、提示是否监测到危险气体。

很完美！这样就无需处理配置文件了，只需要在上面的 MQTT 代理中设置用户名密码就可以了。就是这么简单！

这两个值也显示在了 Home Assistant 仪表板上。在查看图表之前，我们再使用我们的燃烧器进行一下测试。

下面的视频展示了当燃气流经燃烧器而不点火时，电导率如何迅速跃升至 100%。我把它关掉后，随着气体的扩散，电导率就慢慢下降了。

相关视频链接，点击此处即可查看。

那么它在Home Assistant中的外观是如何的呢，就如下图这样。

当我将传感器移到另一个房间时，它第二次下降得就更快。我们也可以在“历史记录”选项卡中查看到长期的视图。

危险气体警报在大多数情况下是“clear”状态，而在检测到危险气体时则是“Detected”。不知什么原因，当电导率超过 30% 时，它与代码中设置为 ON 的“gasState”状态就不完全匹配了。由于某些未知原因，该栏似乎还向左移动。只有我将其向右移动，它才能与电导率图表对齐。除了这个小的渲染问题，其他的一切都很好！

如果你们对该产品有兴趣的话，可以在Crowd Supply上购买 ANAVI 气体探测器的入门套件，现在的价格是 25 美元了。

Jacob Li 李顺

文章翻译者：Jacob，嵌入式系统测试工程师、RAK高级工程师，物联网行业多年工作经验，熟悉嵌入式开发、测试各个环节，对不同产品有自己专业的分析与评估。

分享这篇文章