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多功能氣體感測即時監控系統 (MQ-2, MQ-7, MQ-9)
2026/01/03 20:56
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專案名稱:多功能氣體感測即時監控系統 (MQ-2, MQ-7, MQ-9)

1. 專案簡介

本專案利用 PythonArduino 實現了一個整合性的環境氣體監控系統。透過三款不同特性的 MQ 系列感測器,針對環境中的煙霧、一氧化碳及多種可燃性氣體進行即時採樣。系統具備高效能的數據處理邏輯,能在 Python 端進行動態平滑處理,並以即時曲線圖呈現數據趨勢。

2. 硬體架構

系統核心由三組感測器組成,分別監控不同的空氣成分:

  • MQ-2 (煙霧/液化石油氣):對液化氣、丙烷、氫氣的檢測靈敏度高,常用於家庭火災報警。

  • MQ-7 (一氧化碳):專用於 CO 偵測,能有效辨識燃燒不完全所產生的有毒氣體。

  • MQ-9 (一氧化碳/可燃氣體):對一氧化碳及甲烷、煤氣等具備高靈敏度,適合工業或居家安全監測。

3. 技術特點

  • 高頻採樣,穩定輸出:Arduino 以 0.5秒/次 的高頻率進行類比訊號採集,確保不漏掉任何突發的氣體波動。

  • 數據平滑化 (Data Smoothing):Python 端每 5秒 自動計算區間平均值,有效過濾掉感測器受電壓波動產生的噪點,提供更準確的趨勢預測。

  • 即時動態視覺化:使用 MatplotlibFuncAnimation 技術,時間軸從 0秒 開始動態生長,使用者可直觀觀察不同氣體隨時間變化的曲線。

  • 自動化連接:程式具備自動辨識序列埠 (Serial Port) 的能力,簡化硬體部署流程。

4. 監控指標說明

感測器主要偵測對象應用場景
MQ-2煙霧、LPG、丙烷火災預警、瓦斯外洩偵測
MQ-7一氧化碳 (CO)暖氣安全、密閉空間監測
MQ-9CO、可燃氣體複合式氣體報警系統

5. 未來擴充性

本系統架構具備良好的延展性,未來可進一步整合:

  1. 數據持久化:將監測數據自動儲存為 CSV 或資料庫,進行長期的環境分析。

  2. 異常警報機制:當氣體濃度超過設定閾值時,透過 LINE 或 Email 發送即時通知。

  3. 遠端儀表板:將數據上傳至網頁端,實現遠端跨設備監控。

  4. 影片網址:https://www.youtube.com/shorts/IAMT6H-Fbss


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