1. 创意方案和所选创意方向介绍

在构建整套智能家居的过程中，各个房间内的环境状态采集就是一个基本需求。通过对各个房间的空气数据进行采集，来联动空调、电扇等家电进行温湿度控制。同时为了便于数据采集节点的位置安放，需要支持锂电池供电。同时，为方便使用，需要支持USB直接进行充电。

本次选用的是基于ESP32的FireBeetle开发板作为控制模块，使用BME680作为环境采集模块，支持采集VOC、温度、湿度、气压，ESP32通过无线连接到无线路由器上，通过MQTT与HomeAssistant进行通信，周期性将采集到的温湿度信息发送给HomeAssistant。通过FireBeetle开发板上板载的锂电池充放电管理模块进行锂电池充放电以及供电切换。

2.方案框图和介绍

本次设计硬件框图如上所示，整体分为3个部分

1. FireBeetle作为核心平台，通过I2C连接BME680模块，采取到换进数据之后，通过MQTT发送给HomeAssistant；
2. BME680传感器模块，测量VOC、温度、湿度、气压这四个参数，将其通过I2C传递给控制器；
3. 锂电池管理，FireBeetle板载，用于进行锂电池的充放电以及供电切换。

3.方案中厂商元器件简单介绍

3.1.FireBeetle 2 ESP32-E 核心板：

• 搭载ESP32-WROOM-32E-N16R2双核模组
• 主频达240MHz，配备16M Flash和2M PSRAM的大内存
• 低功耗开发板，支持WiFi和蓝牙双模通信
• 板载GDI显示接口，能够快速连接显示屏
• 板载充电电路以及PH2.0锂电池接口，支持双电源供电和自动切换
• 支持Arduino IDE、ESP-IDF、MicroPython编程等多种方式
• 设计紧凑，体积小巧，适合空间有限和嵌入式的物联网项目

3.2.Gravity: I2C BME680环境传感器

• 输入电压：3.3V-5.0V
• 工作电流：5mA（开启VOC测量后，工作电流为25mA）
• 通信接口：Gravity I2C
• 预留接口：SPI
• 温度测量范围：-40℃~+85℃
• 温度测量精度：±1.0℃(0~65℃)
• 湿度测量范围：0-100%r.H.
• 湿度测量精度：±3%r.H.(20-80% r.H. 25℃)
• 气压测量范围：300-1100hPa
• 气压测量精度：±0.6hPa(300-1100hPa 0~65℃)
• IAQ（室内空气质量）范围：0-500（值越大，空气质量越差）
• 模块尺寸：30 × 22(mm) / 1.18 x0.87(inches)

4.心得体会

感谢活动举办方提供这么好的机会，希望通过本次活动提供的机会，能够将智能家居系统完善起来，构建成一个完成的智能家居系统，实现各种自动化操作，体验智能生活。