Детектор утечки газа на ESP32 с уведомлениями по электронной почте

В этом проекте мы узнаем как сделать детектор утечки газа на основе платы ESP32 с системой оповещения по электронной почте. Для обнаружения газа LPG в воздухе мы будем использовать газовый датчик MQ2/MQ5. Газовый датчик MQ5 подходит для обнаружения H2, LPG, CH4, CO и алкоголя . Благодаря своей большей чувствительности и быстрому отклику, оповещение о безопасности может быть отправлено быстро. Ранее на нашем сайте мы уже рассматривали проект детектора утечки газа на Arduino и датчике MQ3, но в нем не было оповещений по электронной почте.

Мы будем использовать библиотеку почтового клиента ESP32 и отправлять электронные письма на любой адрес электронной почты с помощью сервера SMTP. Электронное письмо отправляется автоматически при обнаружении любой утечки газа/сжиженного нефтяного газа выше определенного порогового значения. Таким образом, эта система уведомлений по электронной почте будет оповещать пользователей о необходимости закрыть клапан или немедленно предпринять какие-либо действия. Систему можно активировать или деактивировать через локальный веб-сервер. Если мы выберем деактивацию, мы не будем получать уведомления по электронной почте при превышении уровня газа. Мы можем использовать эту систему в качестве системы безопасности в промышленности или дома.

Необходимые компоненты

Модуль ESP32 (купить на AliExpress).
Датчик газа MQ2/MQ5 (купить на AliExpress).
Кабель передачи данных Micro USB 5 В.
Макетная плата.
Соединительные провода.

Реклама: ООО "АЛИБАБА.КОМ (РУ)" ИНН: 7703380158

Датчик газа MQ5

Наиболее популярным аналоговым газовым датчиком является газовый датчик MQ5. Газовый датчик MQ5 определяет наличие различных газов, таких как водород, оксид углерода, метан и сжиженный нефтяной газ. Датчик взаимодействует с газом для измерения его концентрации в диапазоне от 100 ppm до 3000 ppm.

Когда газ взаимодействует с этим датчиком, он сначала ионизируется на свои составляющие, а затем адсорбируется чувствительным элементом. Эта адсорбция создает разность потенциалов в элементе, которая передается в блок контроллера через выходной аналоговый контакт в виде тока. Таким образом, мы измеряем аналоговый ток как выход, который увеличивается при увеличении уровня газа.

Датчик работает от 3 В-5 В и имеет как аналоговый, так и цифровой выход. Он имеет 4 контакта: VCC, GND, D0 и A0. Чтобы узнать больше об этом датчике, проверьте его техническое описание здесь: MQ5 Datasheet.

Схема проекта

Мы можем сделать небольшое устройство, которое может работать от батареи. В моем случае я использовал макетную плату для сборки и тестирования устройства. Схема детектора утечки газа на ESP32 и датчике MQ5 приведена на следующем рисунке.

Вы можете подключить контакт VCC датчика к контакту 3,3 В/5 В платы ESP32. Мы не используем цифровой выход датчика, поэтому подключаем аналоговый выход датчика к контакту GPIO35 платы ESP32.

Настройка адреса электронной почты отправителя

Создайте новую учетную запись Gmail здесь: https://www.google.com/gmail/about /. Лучше не использовать личный аккаунт Gmail для этой цели.

Теперь вам нужно разрешить менее безопасным приложениям получать доступ к этой новой учетной записи Gmail через ESP32. Если вы не разрешите эту опцию, то ваш ESP32 не сможет отправлять письма через данную почту. Перейдите по этой ссылке и включите опцию «allow less secure» («разрешить менее безопасные»).

Примечание: для доступа к этой функции отключите двухэтапную аутентификацию.

Установка необходимых библиотек

1. Библиотека почтового клиента ESP32

Для отправки писем с помощью ESP32 мы будем использовать библиотеку ESP32 Mail Client . Библиотека разработана Mobizt и может быть установлена через менеджер библиотек (Library Manager). Вы можете загрузить библиотеку здесь.

Загрузить библиотеку почтового клиента ESP32

2. Библиотеки асинхронного веб-сервера

Для создания асинхронного веб-сервера нам понадобятся две библиотеки: библиотека ESPAsyncWebServer и библиотека Async TCP.

Загрузите библиотеку ESPAsyncWebServer и загрузите библиотеку AsyncTCP

Исходный код программы

В коде программы сначала добавьте все библиотеки, описанные выше. Скопируйте код, указанный ниже, и перед загрузкой его на плату ESP32 внесите некоторые изменения в код, описанные далее.

Внесите изменения в SSID и пароль Wi-Fi здесь.

const char* ssid = "***********";        //SSID of Wifi network
const char* password = "***********";   // Password of wifi network

1 2	const char* ssid = "**********"; //SSID of Wifi network const char password = "***********"; // Password of wifi network

Измените адрес электронной почты отправителя здесь и введите адрес электронной почты и пароль, созданные ранее.

#define emailSenderAccount    "examplesender@gmail.com"    // Sender email address
#define emailSenderPassword   "***********"            // Sender email password

1 2	#define emailSenderAccount "examplesender@gmail.com" // Sender email address #define emailSenderPassword "***********" // Sender email password

Введите здесь адрес получателя, на который вы хотите отправить оповещение по электронной почте.

String inputMessage = "examplereceiver@gmail.com";   //Reciepent email alert.

1	String inputMessage = "examplereceiver@gmail.com"; //Reciepent email alert.

Измените пороговое значение газа здесь. Когда уровень газа пересекает это значение, отправляется оповещение по электронной почте.

// Default Threshold Value
String inputMessage3 = "40.0";                    // Default gas_value

1 2	// Default Threshold Value String inputMessage3 = "40.0"; // Default gas_value

Вот и все изменения, которые вам нужно сделать в коде перед загрузкой его на плату ESP32. Полный код программы выглядит следующим образом.

#include <WiFi.h>
#include <AsyncTCP.h>
#include <ESPAsyncWebServer.h>
#include "ESP32_MailClient.h"
 
const char* ssid = "***********";        //SSID of Wifi network
const char* password = "***********";   // Password of wifi network
 
#define emailSenderAccount    "examplesender@gmail.com"    // Sender email address
#define emailSenderPassword   "***********"            // Sender email password
#define smtpServer            "smtp.gmail.com"
#define smtpServerPort        465
#define emailSubject          "ALERT! Gas Leak Detected"   // Email subject
 
String inputMessage = "examplereceiver@gmail.com";   //Reciepent email alert.
String enableEmailChecked = "checked";
String inputMessage2 = "true";
 
// Default Threshold Value
String inputMessage3 = "40.0";                    // Default gas_value
String lastgaslevel;
 
// HTML web page to handle 3 input fields (email_input, enable_email_input, threshold_input)
const char index_html[] PROGMEM = R"rawliteral(
<!DOCTYPE HTML><html><head>
  <title>Email Notification with Gas Level</title>
  <meta name="viewport" content="width=device-width, initial-scale=1">
  </head><body>
  <h2>Gas Level Detection</h2> 
  <h3>%GASVALUE%</h3>
  <h2>ESP Email Alert</h2>
  <form action="/get">
    Email Address <input type="email" name="email_input" value="%EMAIL_INPUT%" required><br>
    Enable Email Notification <input type="checkbox" name="enable_email_input" value="true" %ENABLE_EMAIL%><br>
    Gas Level Threshold <input type="number" step="0.1" name="threshold_input" value="%THRESHOLD%" required><br>
    <input type="submit" value="Submit">
  </form>
</body></html>)rawliteral";
 
void notFound(AsyncWebServerRequest *request) 
{
  request->send(404, "text/plain", "Not found");
}
AsyncWebServer server(80);
 
String processor(const String& var)
{
  if(var == "GASVALUE")
  {
    return lastgaslevel;
  }
  else if(var == "EMAIL_INPUT")
  {
    return inputMessage;
  }
  else if(var == "ENABLE_EMAIL")
  {
    return enableEmailChecked;
  }
  else if(var == "THRESHOLD")
  {
    return inputMessage3;
  }
  return String();
}
 
// Flag variable to keep track if email notification was sent or not
bool emailSent = false;
const char* PARAM_INPUT_1 = "email_input";
const char* PARAM_INPUT_2 = "enable_email_input";
const char* PARAM_INPUT_3 = "threshold_input";
 
// Interval between sensor readings. 
unsigned long previousMillis = 0;     
const long interval = 5000;    
 
SMTPData smtpData;
 
void setup() 
{
  Serial.begin(115200);
  WiFi.mode(WIFI_STA);
  WiFi.begin(ssid, password);
  if (WiFi.waitForConnectResult() != WL_CONNECTED) 
  {
    Serial.println("WiFi Failed!");
    return;
  }
  Serial.println();
  Serial.print("ESP IP Address: http://");
  Serial.println(WiFi.localIP());
 
  // Send web page to client
  server.on("/", HTTP_GET, [](AsyncWebServerRequest *request){
    request->send_P(200, "text/html", index_html, processor);
  });
  // Receive an HTTP GET request at <ESP_IP>/get?email_input=<inputMessage>&enable_email_input=<inputMessage2>&threshold_input=<inputMessage3>
  server.on("/get", HTTP_GET, [] (AsyncWebServerRequest *request) {
    // GET email_input value on <ESP_IP>/get?email_input=<inputMessage>
    if (request->hasParam(PARAM_INPUT_1)) {
      inputMessage = request->getParam(PARAM_INPUT_1)->value();
      // GET enable_email_input value on <ESP_IP>/get?enable_email_input=<inputMessage2>
      if (request->hasParam(PARAM_INPUT_2)) {
        inputMessage2 = request->getParam(PARAM_INPUT_2)->value();
        enableEmailChecked = "checked";
      }
      else 
      {
        inputMessage2 = "false";
        enableEmailChecked = "";
      }
      // GET threshold_input value on <ESP_IP>/get?threshold_input=<inputMessage3>
      if (request->hasParam(PARAM_INPUT_3)) {
        inputMessage3 = request->getParam(PARAM_INPUT_3)->value();
      }
    }
    else {
      inputMessage = "No message sent";
    }
    Serial.println(inputMessage);
    Serial.println(inputMessage2);
    Serial.println(inputMessage3);
    request->send(200, "text/html", "HTTP GET request sent to your ESP.<br><a href=\"/\">Return to Home Page</a>");
  });
  server.onNotFound(notFound);
  server.begin();
}
 
void loop() 
{
  unsigned long currentMillis = millis();
  if (currentMillis - previousMillis >= interval) {
    previousMillis = currentMillis;
 
    float gas_analog_value = analogRead(35);
    float gas_value = ((gas_analog_value/1023)*100);
    Serial.print(gas_analog_value);
    Serial.print(", ");
    Serial.println(gas_value);
    
    lastgaslevel = String(gas_value);
    
    // Check if gas_value is above threshold and if it needs to send the Email alert
    if(gas_value > inputMessage3.toFloat() && inputMessage2 == "true" && !emailSent){
      String emailMessage = String("Gas Level above threshold. Current Gas Level: ") + 
                            String(gas_value));
      if(sendEmailNotification(emailMessage)) {
        Serial.println(emailMessage);
        emailSent = true;
      }
      else {
        Serial.println("Email failed to send");
      }    
    }
    // Check if gas_value is below threshold and if it needs to send the Email alert
    else if((gas_value < inputMessage3.toFloat()) && inputMessage2 == "true" && emailSent) 
    {
      String emailMessage = String("Gas Level below threshold. Current gas_value: ") + 
                            String(gas_value) + String(" C");
      if(sendEmailNotification(emailMessage)) 
      {
        Serial.println(emailMessage);
        emailSent = false;
      }
      else {
        Serial.println("Email failed to send");
      }
    }
  }
}
 
bool sendEmailNotification(String emailMessage)
{
  // Set the SMTP Server Email host, port, account and password
  smtpData.setLogin(smtpServer, smtpServerPort, emailSenderAccount, emailSenderPassword);
  
  smtpData.setSender("ESP32_Gas_Alert_Mail", emailSenderAccount);
  
  // Set Email priority or importance High, Normal, Low or 1 to 5 (1 is highest)
  smtpData.setPriority("High");
  
  // Set the subject
  smtpData.setSubject(emailSubject);
  
  // Set the message with HTML format
  smtpData.setMessage(emailMessage, true);
  
  // Add recipients
  smtpData.addRecipient(inputMessage);
  smtpData.setSendCallback(sendCallback);
  
  if (!MailClient.sendMail(smtpData)) 
{
    Serial.println("Error sending Email, " + MailClient.smtpErrorReason());
    return false;
  }
 
  smtpData.empty();
  return true;
}
 
void sendCallback(SendStatus msg) 
{
  // Print the current status
  Serial.println(msg.info());
  
  // Do something when complete
  if (msg.success()) 
{
    Serial.println("----------------");
  }
}

100

101

102

103

104

105

106

107

108

109

110

111

112

113

114

115

116

117

118

119

120

121

122

123

124

125

126

127

128

129

130

131

132

133

134

135

136

137

138

139

140

141

142

143

144

145

146

147

148

149

150

151

152

153

154

155

156

157

158

159

160

161

162

163

164

165

166

167

168

169

170

171

172

173

174

175

176

177

178

179

180

181

182

183

184

185

186

187

188

189

190

191

192

193

194

195

196

197

198

199

200

201

202

203

204

205

206

207

208

209

210

211

212

#include <WiFi.h>

#include <AsyncTCP.h>

#include <ESPAsyncWebServer.h>

#include "ESP32_MailClient.h"

const char* ssid = "***********"; //SSID of Wifi network

const char* password = "***********"; // Password of wifi network

#define emailSenderAccount "examplesender@gmail.com" // Sender email address

#define emailSenderPassword "***********" // Sender email password

#define smtpServer "smtp.gmail.com"

#define smtpServerPort 465

#define emailSubject "ALERT! Gas Leak Detected" // Email subject

String inputMessage = "examplereceiver@gmail.com"; //Reciepent email alert.

String enableEmailChecked = "checked";

String inputMessage2 = "true";

// Default Threshold Value

String inputMessage3 = "40.0"; // Default gas_value

String lastgaslevel;

// HTML web page to handle 3 input fields (email_input, enable_email_input, threshold_input)

const char index_html[] PROGMEM = R"rawliteral(

<!DOCTYPE HTML><html><head>

<title>Email Notification with Gas Level</title>

</head><body>

<h2>Gas Level Detection</h2>

<h3>%GASVALUE%</h3>

<h2>ESP Email Alert</h2>

Email Address <input type="email" name="email_input" value="%EMAIL_INPUT%" required><br>

Enable Email Notification <input type="checkbox" name="enable_email_input" value="true" %ENABLE_EMAIL%><br>

Gas Level Threshold <input type="number" step="0.1" name="threshold_input" value="%THRESHOLD%" required><br>

</form>

</body></html>)rawliteral";

void notFound(AsyncWebServerRequest *request)

{

request->send(404, "text/plain", "Not found");

}

AsyncWebServer server(80);

String processor(const String& var)

{

if(var == "GASVALUE")

{

return lastgaslevel;

}

else if(var == "EMAIL_INPUT")

{

return inputMessage;

}

else if(var == "ENABLE_EMAIL")

{

return enableEmailChecked;

}

else if(var == "THRESHOLD")

{

return inputMessage3;

}

return String();

}

// Flag variable to keep track if email notification was sent or not

bool emailSent = false;

const char* PARAM_INPUT_1 = "email_input";

const char* PARAM_INPUT_2 = "enable_email_input";

const char* PARAM_INPUT_3 = "threshold_input";

// Interval between sensor readings.

unsigned long previousMillis = 0;

const long interval = 5000;

SMTPData smtpData;

void setup()

{

Serial.begin(115200);

WiFi.mode(WIFI_STA);

WiFi.begin(ssid, password);

if (WiFi.waitForConnectResult() != WL_CONNECTED)

{

Serial.println("WiFi Failed!");

return;

}

Serial.println();

Serial.print("ESP IP Address: http://");

Serial.println(WiFi.localIP());

// Send web page to client

server.on("/", HTTP_GET, [](AsyncWebServerRequest *request){

request->send_P(200, "text/html", index_html, processor);

});

// Receive an HTTP GET request at <ESP_IP>/get?email_input=<inputMessage>&enable_email_input=<inputMessage2>&threshold_input=<inputMessage3>

server.on("/get", HTTP_GET, [] (AsyncWebServerRequest *request) {

// GET email_input value on <ESP_IP>/get?email_input=<inputMessage>

if (request->hasParam(PARAM_INPUT_1)) {

inputMessage = request->getParam(PARAM_INPUT_1)->value();

// GET enable_email_input value on <ESP_IP>/get?enable_email_input=<inputMessage2>

if (request->hasParam(PARAM_INPUT_2)) {

inputMessage2 = request->getParam(PARAM_INPUT_2)->value();

enableEmailChecked = "checked";

}

else

{

inputMessage2 = "false";

enableEmailChecked = "";

}

// GET threshold_input value on <ESP_IP>/get?threshold_input=<inputMessage3>

if (request->hasParam(PARAM_INPUT_3)) {

inputMessage3 = request->getParam(PARAM_INPUT_3)->value();

}

else {

inputMessage = "No message sent";

}

Serial.println(inputMessage);

Serial.println(inputMessage2);

Serial.println(inputMessage3);

request->send(200, "text/html", "HTTP GET request sent to your ESP.<br><a href=\"/\">Return to Home Page</a>");

});

server.onNotFound(notFound);

server.begin();

}

void loop()

{

unsigned long currentMillis = millis();

if (currentMillis - previousMillis >= interval) {

previousMillis = currentMillis;

float gas_analog_value = analogRead(35);

float gas_value = ((gas_analog_value/1023)*100);

Serial.print(gas_analog_value);

Serial.print(", ");

Serial.println(gas_value);

lastgaslevel = String(gas_value);

// Check if gas_value is above threshold and if it needs to send the Email alert

if(gas_value > inputMessage3.toFloat() && inputMessage2 == "true" && !emailSent){

String emailMessage = String("Gas Level above threshold. Current Gas Level: ") +

String(gas_value));

if(sendEmailNotification(emailMessage)) {

Serial.println(emailMessage);

emailSent = true;

}

else {

Serial.println("Email failed to send");

}

// Check if gas_value is below threshold and if it needs to send the Email alert

else if((gas_value < inputMessage3.toFloat()) && inputMessage2 == "true" && emailSent)

{

String emailMessage = String("Gas Level below threshold. Current gas_value: ") +

String(gas_value) + String(" C");

if(sendEmailNotification(emailMessage))

{

Serial.println(emailMessage);

emailSent = false;

}

else {

Serial.println("Email failed to send");

}

bool sendEmailNotification(String emailMessage)

{

// Set the SMTP Server Email host, port, account and password

smtpData.setLogin(smtpServer, smtpServerPort, emailSenderAccount, emailSenderPassword);

smtpData.setSender("ESP32_Gas_Alert_Mail", emailSenderAccount);

// Set Email priority or importance High, Normal, Low or 1 to 5 (1 is highest)

smtpData.setPriority("High");

// Set the subject

smtpData.setSubject(emailSubject);

// Set the message with HTML format

smtpData.setMessage(emailMessage, true);

// Add recipients

smtpData.addRecipient(inputMessage);

smtpData.setSendCallback(sendCallback);

if (!MailClient.sendMail(smtpData))

{

Serial.println("Error sending Email, " + MailClient.smtpErrorReason());

return false;

}

smtpData.empty();

return true;

}

void sendCallback(SendStatus msg)

{

// Print the current status

Serial.println(msg.info());

// Do something when complete

if (msg.success())

{

Serial.println("----------------");

}

Тестирование работы проекта

После загрузки кода на плату ESP32 вы можете открыть Serial Monitor (последовательный монитор), в котором отобразится IP-адрес платы ESP32. Также там отобразится весь процесс от начала до конца, включая запуск почтового сервера и отправку электронной почты, если порог превышен.

Он также отобразит уровень газа вместе с аналоговым значением.

Теперь скопируйте IP-адрес и вставьте его в любой веб-браузер, например Chrome, а затем нажмите «Enter». Веб-браузер отобразит значение газа вместе с установленным пороговым значением.

Вы можете включить или отключить форму оповещения по электронной почте здесь, просто отметив/сняв отметку с опции. Аналогично вы можете изменить адрес электронной почты, а также пороговое значение газа. Все, что вам нужно, это ввести значение и нажать кнопку «Отправить» .

Теперь откройте свой почтовый ящик Gmail, вы можете увидеть оповещение о сообщении электронной почты через ESP32, используя почтовый сервер SMTP.