商用级 Arduino 电梯禁烟系统完整方案解析

在公共场所控烟要求日益严格的背景下，电梯作为封闭、人员密集且流动频繁的空间，逐渐成为禁烟监管的重点区域。传统依赖张贴标识或人工巡查的方式，效果有限且维护成本较高。基于嵌入式控制的电梯禁烟系统，正在成为物业与工程项目中的标准配置。

本文从 真实商用落地 的角度，系统梳理一套可直接投入使用的 Arduino（ESP32 架构）电梯禁烟方案，涵盖硬件选型、核心逻辑、安装要点与合规注意事项。

一、系统设计目标

商用级电梯禁烟系统，需满足以下基本要求：

• 识别准确，误报率低

• 可长期稳定运行

• 安装维护简单

• 不影响电梯原有安全系统

• 符合公共场所使用规范

因此，教学级方案并不适合直接应用在实际工程中，必须从器件、逻辑与结构层面进行升级。

二、整体系统架构

系统主要由以下模块构成：

• 主控模块

• 烟雾检测模块

• 声光与语音报警模块

• 电源与结构模块

• 联动与扩展模块（可选）

各模块相互独立，通过标准接口连接，便于后期维护与升级。

三、核心硬件选型说明

1. 主控模块选择

商用场景中，推荐使用 ESP32 作为主控核心：

• 运行稳定，抗干扰能力强

• 支持 WiFi / 蓝牙，便于后期联网

• 性价比高，适合批量部署

传统 Arduino UNO 更适合教学与实验，并不推荐直接用于工程交付。

2. 烟雾检测模块（关键部件）

烟雾检测模块直接决定系统可靠性。

不建议使用 MQ-2、MQ-135 等教学常用传感器，其特点是：

• 对酒精、香水极度敏感

• 环境变化易导致误报

商用推荐方案：

• 光电式烟雾传感器

• 吸烟识别专用模块（内置算法）

• 工业级 UART / RS485 输出

此类模块通常具备：

• 温湿度补偿

• 浓度变化趋势判断

• 抗环境干扰能力

3. 报警与提示模块

标准配置包含：

• 高分贝蜂鸣器（≥85dB）

• 高亮红色 LED

• 固定语音播报模块

语音内容示例：

“电梯内禁止吸烟，请自觉遵守公共秩序。”

语音播报可设置触发次数，避免持续噪音干扰。

四、软件逻辑设计

1. 判定逻辑原则

商用系统不能采用“单次超标即报警”的方式，而应采用多条件判定。

推荐策略：

• 连续多次采样

• 取平均值判断

• 结合变化趋势

• 设置时间窗口

示意逻辑如下：

持续采样
↓
连续 N 次超过阈值
↓
确认吸烟行为
↓
触发报警

此策略可有效降低偶发气味引发的误报。

2. 示例代码（演示用）

#define SMOKE_PIN 34
#define BUZZER_PIN 25
#define LED_PIN 26

int threshold = 420;
int triggerCount = 0;

void setup() {
  pinMode(BUZZER_PIN, OUTPUT);
  pinMode(LED_PIN, OUTPUT);
  Serial.begin(115200);
}

void loop() {
  int smokeValue = analogRead(SMOKE_PIN);

  if (smokeValue > threshold) {
    triggerCount++;
  } else {
    triggerCount = 0;
  }

  if (triggerCount >= 3) {
    digitalWrite(BUZZER_PIN, HIGH);
    digitalWrite(LED_PIN, HIGH);
  } else {
    digitalWrite(BUZZER_PIN, LOW);
    digitalWrite(LED_PIN, LOW);
  }

  delay(500);
}

实际商用版本通常还会加入状态机、日志记录、参数远程配置等功能。

五、结构设计与安装要点

工程安装时需重点关注以下事项：

• 传感器位置：轿厢顶部或侧上方

• 外壳材质：ABS 阻燃壳体

• 布线方式：隐藏式走线，防人为破坏

• 供电方式：电梯辅助电源 + DC 稳压模块

设备应作为 独立子系统 存在，不得直接干预电梯控制逻辑。

结语

电梯禁烟系统并非高复杂度项目，但对稳定性、可靠性与细节要求极高。通过合理的硬件选型、成熟的软件逻辑与规范的工程安装，完全可以实现低成本、可量产、可商用的解决方案。

后续可在此基础上拓展联网管理、数据统计与平台化运营，为智慧物业提供更多价值支撑。