项目介绍

本项目的思路来自于我的工作日常，可能是因为办公室人多，空气中二氧化碳含量非常高，我一坐在工位上就犯困。所以我非常需要一个终端设备帮助我进行环境的温度、湿度、气压、二氧化碳浓度的监测。

本项目基于Wio Terminal实现了室内环境监测终端，采用传感器CCS811、BMP390、AHT20、ICM20948，并将传感器数据实时显示在WIO TERMINAL屏幕上。

传感器介绍

CCS811

CCS811是来自AMS公司的气体传感器，可以监测各种挥发性有机化合物（VOC），可以通过IIC返回eCO2(equivalent CO2等效二氧化碳浓度)和TVOC(Total Volatile Organic Compounds总挥发性有机化合物)浓度 。监测范围为百万分之 400 至 8192 (ppm) 范围内的eCO2（等效计算二氧化碳）浓度和十亿分之 1187 (ppb) 范围内的TVOC（总挥发性有机化合物）浓度。根据说明书，它可以检测醇类、醛类、酮类、有机酸、胺类、脂肪族和芳香族烃。

本次使用的传感器来自Adafruit，开发板体积非常精致，板载两个被Adafruit命名为StemmaQT的IIC端口，规格为SH1.0 4P。这样的接口对于IIC设备有着极好的扩展性。

ICM20948

ICM20948是来自Invensense的九轴传感器，它被认为是已停产的MPU9250的升级款。此传感器的测量精度为：

•±250 dps、±500 dps、±1000 dps 和 ±2000 dps可编程 FSR 的3 轴陀螺仪

•±2g、±4g、±8g 和 ±16g可编程 FSR 的 3 轴加速度计

• 3 轴罗盘，范围宽达±4900 µT

本次使用的ICM20948传感器同样来自Adafruit的设计。

AHT20

AHT20是来自广州奥松的温湿度传感器，这是一颗非常经济的传感器，单科价格仅为2元，精度为 +- 2% 相对湿度，20-80% RH 和 20-60 °C 时为 +-0.3 °C。

BMP390

BMP390是博世的气压传感器，BMP390是 BMP280 和 BMP388 的升级版——低空噪声低至 0.1m，转换时间同样快。该传感器的相对精度为 ±3 帕斯卡，相当于约 ±0.25 米的高度，同时支持以 ±0.5°C 的精度测量温度。

AHT20和BMP390的传感器扩展板是我自己绘制的，同时板上也设计了CCS811的电路，但是因为电路问题CCS811部分未调通。

功能演示

总结

Wio Terminal真的是一块无限接近于消费产品的开发板，精美的做工、放到现在依旧强劲的samd51处理器…… 虽然以当下的视角来看，它依然有很多可以改进的地方：不可触控的屏幕、宽广的黑边。但这些不足并不影响它作为一块优秀的开发板。

当然，这次的作品也会作为我未来项目的准备，希望未来能基于feather板卡的外形实现一个小型的室内监测终端，将尺寸从wioterminal的大小进一步缩小。

代码：

#include <SPI.h>

#include <TFT_eSPI.h>       // Hardware-specific library
#include <Adafruit_AHTX0.h>
#include <Adafruit_Sensor.h>
#include "Adafruit_BMP3XX.h"
#include "Adafruit_CCS811.h"
#include <Adafruit_ICM20X.h>
#include <Adafruit_ICM20948.h>

#define SEALEVELPRESSURE_HPA (1013.25)

TFT_eSPI tft = TFT_eSPI();  // Invoke custom library
Adafruit_AHTX0 aht;
Adafruit_BMP3XX bmp;
Adafruit_CCS811 ccs;
Adafruit_ICM20948 icm;

uint16_t measurement_delay_us = 65535;

int mode=1;

void setup(void) {
  Serial.begin(115200);
  
  pinMode(WIO_5S_LEFT, INPUT_PULLUP);
  pinMode(WIO_5S_RIGHT, INPUT_PULLUP);
  
  tft.init();
  tft.setRotation(3);
  tft.fillScreen(TFT_BLACK);
  
  while (! aht.begin()) {
    Serial.println("Could not find AHT? Check wiring");
    delay(10);
  }
  
  while (! bmp.begin_I2C()) {   
    Serial.println("Could not find a valid BMP3 sensor, check wiring!");
  }
  bmp.setTemperatureOversampling(BMP3_OVERSAMPLING_8X);
  bmp.setPressureOversampling(BMP3_OVERSAMPLING_4X);
  bmp.setIIRFilterCoeff(BMP3_IIR_FILTER_COEFF_3);
  bmp.setOutputDataRate(BMP3_ODR_50_HZ);

  while (! ccs.begin()){
    Serial.println("Failed to start sensor! Please check your wiring.");
  }

  while (! icm.begin_I2C()){
    Serial.println("Failed to find ICM20948 chip.");
  }
  
}

void loop() {
  if (digitalRead(WIO_5S_LEFT) == LOW) {
   Serial.println("Left");
   tft.fillScreen(TFT_BLACK);
   mode--;
  }
  else if (digitalRead(WIO_5S_RIGHT) == LOW) {
   Serial.println("Right");
   tft.fillScreen(TFT_BLACK);
   mode++;
  }
  if (mode==0) mode=4;
  if (mode==5) mode=1;

  if (mode==1)
  {
    sensors_event_t humidity, temp;
    aht.getEvent(&humidity, &temp);// populate temp and humidity objects with fresh data
//    tft.fillScreen(TFT_BLACK);
    tft.setCursor(0, 0, 4);
    tft.setTextColor(TFT_WHITE, TFT_BLACK);
    tft.println("AHT20");
    tft.printf("Temperature: %3.2f C  \n",temp.temperature);
    tft.printf("Humidity: %3.2f rH  \n",humidity.relative_humidity);
  }
  if (mode==2)
  {
    bmp.performReading();
//    tft.fillScreen(TFT_BLACK);
    tft.setCursor(0, 0, 4);
    tft.setTextColor(TFT_WHITE, TFT_BLACK);
    tft.println("BMP390");
    tft.printf("Temperature: %3.2f C  \n",bmp.temperature);
    tft.printf("Pressure: %3.2f hPa  \n",bmp.pressure / 100.0);
    tft.printf("Altitude: %3.2f M  \n",bmp.readAltitude(SEALEVELPRESSURE_HPA));
  }
  if (mode==3)
  {
    if(ccs.available()){
      if(!ccs.readData()){
        tft.setCursor(0, 0, 4);
        tft.setTextColor(TFT_WHITE, TFT_BLACK);
        tft.println("CCS811");
        tft.printf("CO2: %d   \n",ccs.geteCO2());
        tft.printf("ppm, TVOC: %d   \n",ccs.getTVOC());
      }
    }
  }
  if (mode==4)
  {
    sensors_event_t accel;
    sensors_event_t gyro;
    sensors_event_t mag;
    sensors_event_t temp;
    icm.getEvent(&accel, &gyro, &temp, &mag);
//    tft.fillScreen(TFT_BLACK);
    tft.setCursor(0, 0, 4);
    tft.setTextColor(TFT_WHITE, TFT_BLACK);
    tft.println("ICM20948");
    tft.println("Accel");
    tft.printf("X:%3.2f Y:%3.2f Z:%3.2f    \n",accel.acceleration.x,accel.acceleration.y,accel.acceleration.z);
    tft.println("Mag");
    tft.printf("X: %3.2f Y:%3.2f Z:%3.2f    \n",accel.acceleration.x,accel.acceleration.y,accel.acceleration.z);
    tft.println("Gyro");
    tft.printf("X:%3.2f Y:%3.2f Z:%3.2f    \n",gyro.gyro.x,gyro.gyro.y,gyro.gyro.z);
  }
  delay(100);
}