【1】MQ2 传感器是什么？
MQ2 传感器是一种可探测多种气体的传感器，常用于监测烟雾、液化气、丙酮、乙醇、甲醛、天然气等有害气体。MQ2 传感器基于半导体敏感元件，通过检测气体中有害物质的浓度变化来实现气体检测。
MQ2 传感器具有以下特点：
MQ2 传感器广泛应用于家庭、工业、医疗、环保等领域，帮助人们实时监测气体浓度，保障生命健康和财产安全。
【2】MQ2 传感器浓度如何转换？
MQ2 传感器的电压输出值可以通过 ADC 进行采集。MQ2 传感器检测到烟雾等有害气体时，其敏感材料的电阻值会发生变化，从而导致输出电压值的变化。因此，可以通过采集 MQ2 传感器的输出电压值来判断烟雾浓度。
MQ2 传感器的输出电压与烟雾浓度之间的关系是线性的，需要进行一定的转换才能得出准确的烟雾浓度。
常见的转换方法如下：
（1）标定法
将 MQ2 传感器置于标准烟雾环境中，记录其输出电压值和对应的烟雾浓度，并建立二者之间的关系模型。然后再使用这个模型将采集到的 MQ2 传感器输出电压值转换为相应的烟雾浓度。该方法测量精度较高，但需要专业仪器作为标准烟雾环境。
（2）经验公式法
根据经验统计，MQ2 传感器的电压输出值与实际烟雾浓度之间呈现出某种函数关系。通过实验数据拟合出该函数关系，就可以将 MQ2 传感器的电压输出值直接转换为烟雾浓度。该方法需要进行多次实验，并对数据进行处理和拟合，相对较为复杂。
（3）查表法
通过实验得到一系列 MQ2 传感器输出电压值与对应烟雾浓度的关系数据，形成一张转换表格。在实际使用过程中，将采集到的 MQ2 传感器输出电压值查表后即可得到相应的烟雾浓度。该方法简单易行，但需要大量实验数据作为基础。
【3】STM32 采集 MQ2 烟雾浓度(标准库)
#include "stm32f10x.h"#include <stdio.h>
int main(void){ // 初始化ADC ADC_InitTypeDef ADC_InitStructure; RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_ADC1, ENABLE); ADC_InitStructure.ADC_Mode = ADC_Mode_Independent; ADC_InitStructure.ADC_ScanConvMode = DISABLE; ADC_InitStructure.ADC_ContinuousConvMode = DISABLE; ADC_InitStructure.ADC_ExternalTrigConv = ADC_ExternalTrigConv_None; ADC_InitStructure.ADC_DataAlign = ADC_DataAlign_Right; ADC_InitStructure.ADC_NbrOfChannel = 1; ADC_Init(ADC1, &ADC_InitStructure);
// 配置ADC通道1的GPIO引脚 GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure; RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA, ENABLE); GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_1; GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AIN; GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);
// 启动ADC校准 ADC_Cmd(ADC1, ENABLE); ADC_ResetCalibration(ADC1); while (ADC_GetResetCalibrationStatus(ADC1)); ADC_StartCalibration(ADC1); while (ADC_GetCalibrationStatus(ADC1));
// 读取ADC值 ADC_RegularChannelConfig(ADC1, ADC_Channel_1, 1, ADC_SampleTime_28Cycles5); ADC_SoftwareStartConvCmd(ADC1, ENABLE); while (!ADC_GetFlagStatus(ADC1, ADC_FLAG_EOC)); uint16_t adc_value = ADC_GetConversionValue(ADC1);
// 计算烟雾浓度 float voltage = (float)adc_value / 4096.0f * 3.3f; float density = (voltage - 0.4f) / 0.4f * 10000.0f;
// 打印出烟雾浓度 printf("MQ2 Smoke Density: %.2f ppm\n", density);}
float adc_average() { const int num_discarded = 3; // 剔除的最大/最小值数量 float samples[20]; // 存储采样结果的数组 // 采集数据 for (int i = 0; i < num_samples; i++) { samples[i] = ADC_GET(); } // 对采样结果进行排序（升序） for (int i = 0; i < num_samples - 1; i++) { for (int j = i + 1; j < num_samples; j++) { if (samples[i] > samples[j]) { float temp = samples[i]; samples[i] = samples[j]; samples[j] = temp; } } } // 计算剩下的平均值 float sum = 0; for (int i = num_discarded; i < num_samples - num_discarded; i++) { sum += samples[i]; } return sum / (num_samples - 2 * num_discarded); // 返回计算结果}
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【4】STM32 采集 MQ2 烟雾浓度(HAL 库)
以下是一个基于 STM32F103C8T6 和 MQ2 传感器的示例代码，它可以采集 MQ2 的烟雾浓度并通过串口打印出来。请注意，此示例使用了 HAL 库和 CubeMX 配置工具。
#include "main.h"#include "stdio.h"#include "string.h"
ADC_HandleTypeDef hadc1;UART_HandleTypeDef huart1;
void SystemClock_Config(void);static void MX_GPIO_Init(void);static void MX_ADC1_Init(void);static void MX_USART1_UART_Init(void);
float SmokeDensity;
int main(void){ HAL_Init(); SystemClock_Config(); MX_GPIO_Init(); MX_ADC1_Init(); MX_USART1_UART_Init();
while (1) { // 启动ADC转换 HAL_ADC_Start(&hadc1); // 等待转换完成 HAL_ADC_PollForConversion(&hadc1, 100); // 获取ADC转换结果 uint16_t adc_value = HAL_ADC_GetValue(&hadc1);
// 将ADC转换结果转换为烟雾浓度 SmokeDensity = (float)adc_value / 4095 * 100;
// 将数据打印到串口 char msg[50]; sprintf(msg, "Smoke density: %.2f%%\n", SmokeDensity); HAL_UART_Transmit(&huart1, (uint8_t*)msg, strlen(msg), 1000);
// 延迟一段时间再次采集 HAL_Delay(5000); }}
void SystemClock_Config(void){ RCC_OscInitTypeDef RCC_OscInitStruct = {0}; RCC_ClkInitTypeDef RCC_ClkInitStruct = {0};
/** Configure the main internal regulator output voltage */ __HAL_RCC_PWR_CLK_ENABLE(); __HAL_PWR_VOLTAGESCALING_CONFIG(PWR_REGULATOR_VOLTAGE_SCALE1); /** Initializes the RCC Oscillators according to the specified parameters * in the RCC_OscInitTypeDef structure. */ RCC_OscInitStruct.OscillatorType = RCC_OSCILLATORTYPE_HSE; RCC_OscInitStruct.HSEState = RCC_HSE_ON; RCC_OscInitStruct.HSEPredivValue = RCC_HSE_PREDIV_DIV1; RCC_OscInitStruct.PLL.PLLState = RCC_PLL_ON; RCC_OscInitStruct.PLL.PLLSource = RCC_PLLSOURCE_HSE; RCC_OscInitStruct.PLL.PLLMUL = RCC_PLL_MUL9; if (HAL_RCC_OscConfig(&RCC_OscInitStruct) != HAL_OK) { Error_Handler(); } /** Initializes the CPU, AHB and APB buses clocks */ RCC_ClkInitStruct.ClockType = RCC_CLOCKTYPE_HCLK|RCC_CLOCKTYPE_SYSCLK |RCC_CLOCKTYPE_PCLK1|RCC_CLOCKTYPE_PCLK2; RCC_ClkInitStruct.SYSCLKSource = RCC_SYSCLKSOURCE_PLLCLK; RCC_ClkInitStruct.AHBCLKDivider = RCC_SYSCLK_DIV1; RCC_ClkInitStruct.APB1CLKDivider = RCC_HCLK_DIV2; RCC_ClkInitStruct.APB2CLKDivider = RCC_HCLK_DIV1;
if (HAL_RCC_ClockConfig(&RCC_ClkInitStruct, FLASH_LATENCY_2) != HAL_OK) { Error_Handler(); }}
static void MX_ADC1_Init(void) { ADC_ChannelConfTypeDef sConfig = {0}; /** Common config */ hadc1.Instance = ADC1; hadc1.Init.ScanConvMode = DISABLE; hadc1.Init.ContinuousConvMode = ENABLE; hadc1.Init.DiscontinuousConvMode = DISABLE; hadc1.Init.ExternalTrigConv = ADC_SOFTWARE_START; hadc1.Init.DataAlign = ADC_DATAALIGN_RIGHT; hadc1.Init.NbrOfConversion = 1; if (HAL_ADC_Init(&hadc1) != HAL_OK) { Error_Handler(); } /** Configure Regular Channel */ sConfig.Channel = ADC_CHANNEL_1; sConfig.Rank = ADC_REGULAR_RANK_1; sConfig.SamplingTime = ADC_SAMPLETIME_13CYCLES_5; if (HAL_ADC_ConfigChannel(&hadc1, &sConfig) != HAL_OK) { Error_Handler(); }}static void MX_USART1_UART_Init(void) { huart1.Instance = USART1; huart1.Init.BaudRate = 115200; huart1.Init.WordLength = UART_WORDLENGTH_8B; huart1.Init.StopBits = UART_STOPBITS_1; huart1.Init .Parity = UART_PARITY_NONE; huart1.Init.Mode = UART_MODE_TX_RX; huart1.Init.HwFlowCtl = UART_HWCONTROL_NONE; huart1.Init.OverSampling = UART_OVERSAMPLING_16; if (HAL_UART_Init(&huart1) != HAL_OK) { Error_Handler(); }}static void MX_GPIO_Init(void) { GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct = {0}; /* GPIO Ports Clock Enable */ __HAL_RCC_GPIOA_CLK_ENABLE(); /*Configure GPIO pin : PA1 */ GPIO_InitStruct.Pin = GPIO_PIN_1; GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_ANALOG; HAL_GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStruct);}void Error_Handler(void) { while(1);}#ifdef USE_FULL_ASSERTvoid assert_failed(uint8_t *file, uint32_t line) {}#endif
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在此示例代码中，PA1 被配置成了模拟输入通道，并在 ADC 采样时使用。通过将采集到的 ADC 值转换为烟雾浓度并打印出来，可以实现对 MQ2 传感器的烟雾检测。
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