BME680 温度+压力+湿度+气体传感器 (通过 BSEC)

组件/集线器

bme680_bsec 传感器平台允许您通过 Bosch Sensortec Environmental Cluster (BSEC) 软件库在 ESPHome 中使用 BME680 (数据手册, Adafruit, Pimoroni) 温度、压力、湿度和气体传感器。Bosch 专有算法的使用提供了从气体电阻传感器对特定挥发性有机化合物 (VOC) 的响应中得出的空气质量指数 (IAQ) 测量值。BSEC 软件还使用人类呼出气息中 VOC 和 CO₂ 之间的相关性，提供 CO₂ 和呼吸挥发性有机化合物 (b-VOC) 的估算值。

NOTE

• BSEC 库仅在接受其软件许可协议后方可使用。启用此组件即表示您明确同意 BSEC 许可协议 的条款。您不得分发任何包含此组件的编译固件二进制文件。

• 我们建议尽可能使用更新的 bme68x_bsec2 组件。

需要在配置中设置 I²C 才能使此传感器工作。

BME680 温度、压力、湿度和气体传感器。

# 包含常用传感器的最小示例配置
i2c:

bme680_bsec:

sensor:
  - platform: bme680_bsec
    temperature:
      name: "BME680 Temperature"
    pressure:
      name: "BME680 Pressure"
    humidity:
      name: "BME680 Humidity"
    iaq:
      name: "BME680 IAQ"
      id: iaq
    co2_equivalent:
      name: "BME680 CO2 Equivalent"
    breath_voc_equivalent:
      name: "BME680 Breath VOC Equivalent"

text_sensor:
  - platform: bme680_bsec
    iaq_accuracy:
      name: "BME680 IAQ Accuracy"

  - platform: template
    name: "BME680 IAQ Classification"
    icon: "mdi:checkbox-marked-circle-outline"
    lambda: |-
      if ( int(id(iaq).state) <= 50) {
        return {"Excellent"};
      }
      else if (int(id(iaq).state) >= 51 && int(id(iaq).state) <= 100) {
        return {"Good"};
      }
      else if (int(id(iaq).state) >= 101 && int(id(iaq).state) <= 150) {
        return {"Lightly polluted"};
      }
      else if (int(id(iaq).state) >= 151 && int(id(iaq).state) <= 200) {
        return {"Moderately polluted"};
      }
      else if (int(id(iaq).state) >= 201 && int(id(iaq).state) <= 250) {
        return {"Heavily polluted"};
      }
      else if (int(id(iaq).state) >= 251 && int(id(iaq).state) <= 350) {
        return {"Severely polluted"};
      }
      else if (int(id(iaq).state) >= 351) {
        return {"Extremely polluted"};
      }
      else {
        return {"error"};
      }

配置变量：

• address (可选, int): 手动指定传感器的 I²C 地址。默认为 0x76。另一个地址可以是 0x77。

• temperature_offset (可选, float): 如果设备在外壳中且读数过高，则设置温度偏移。此值从读数中减去（例如，如果传感器读数比预期高 5°C，则将此值设置为 5），同时也会校正相对湿度读数。默认为 0。

• iaq_mode (可选, string): IAQ 计算模式。默认为 static，适用于静态应用（例如固定的室内设备）。可以是 mobile，适用于移动应用（例如便携设备）。

• supply_voltage (可选, string): 传感器的供电电压。默认为 3.3V。如果您的传感器由 1.8V 供电（例如 Pimoroni PIM357 BME680 Breakout 模块），可以设置为 1.8V。

• sample_rate (可选, string): 采样率。默认为 lp，表示低功耗，每 3 秒采样一次。可以是 ulp，表示超低功耗，每 5 分钟采样一次。这控制了依赖气体的传感器的采样率，并将决定传感器加热器运行的间隔。默认情况下，此速率也将用于温度、压力和湿度传感器，但如果需要，可以在每个传感器级别上覆盖。

• state_save_interval (可选, Time): 将校准后的 BSEC 算法状态保存到 flash 的最小间隔，以便在设备重启时校准不必从零开始。默认为 6h。

• id (可选, ID): 手动指定用于代码生成的 ID。如果您有多个设备，请在传感器部分使用此 ID 来引用正确的 BME680。这也将用于引用保存到 flash 的校准后的 BSEC 算法状态。

传感器

配置变量：

• bme680_bsec_id (可选, ID): 设置要引用的 bme680_bsec 组件的 ID。当使用多个设备时很有用。

• temperature (可选): 温度传感器的信息。

  • sample_rate (可选, string): 此传感器的可选采样率覆盖。可以是 lp，表示低功耗，每 3 秒采样一次，或 ulp，表示超低功耗，每 5 分钟采样一次。
  • 来自 Sensor 的所有其他选项。

• pressure (可选): 压力传感器的信息。

  • sample_rate (可选, string): 此传感器的可选采样率覆盖。可以是 lp，表示低功耗，每 3 秒采样一次，或 ulp，表示超低功耗，每 5 分钟采样一次。
  • 来自 Sensor 的所有其他选项。

• humidity (可选): 湿度传感器的信息。

  • sample_rate (可选, string): 此传感器的可选采样率覆盖。可以是 lp，表示低功耗，每 3 秒采样一次，或 ulp，表示超低功耗，每 5 分钟采样一次。
  • 来自 Sensor 的所有其他选项。

• gas_resistance (可选): 气体传感器的信息。

  • 来自 Sensor 的所有选项。

• iaq (可选): IAQ 传感器的信息。

  • 来自 Sensor 的所有选项。

• iaq_accuracy (可选): 数值 IAQ 准确度传感器的信息。

  • 来自 Sensor 的所有选项。

• co2_equivalent (可选): CO₂ 当量传感器的信息。

  • 来自 Sensor 的所有选项。

• breath_voc_equivalent (可选): 呼吸 VOC 当量湿度传感器的信息。

  • 来自 Sensor 的所有选项。

文本传感器

准确度可以以文本格式报告。

配置变量：

• bme680_bsec_id (可选, ID): 设置要引用的 bme680_bsec 组件的 ID。当使用多个设备时很有用。

• iaq_accuracy (可选): IAQ 准确度传感器的信息。显示：Stabilizing（稳定中）、Uncertain（不确定）、Calibrating（校准中）、Calibrated（已校准）。

  • 来自 TextSensor 的所有其他选项。

高级配置

以下配置显示了该组件所有可用的传感器和可选设置。它还包括一个过滤示例，用于防止异常值、限制发送到 Home Assistant 的更新数量，并减少其他系统（如用于存储历史数据的 influxdb）的存储需求。

对于每个传感器，来自 Sensor 和 TextSensor 的所有其他选项也可用于过滤、自动化等。

bme680_bsec:
    # id
    # -----------
    # 此组件的标识符，在使用多个设备时很有用。
    # 必须唯一，可在传感器部分用于引用正确的设备。
    # 默认值：自动计算
    id: bme680_internal

    # i2c 地址
    # -----------
    # 常用值：
    # - 0x76
    # - 0x77
    # 默认值：0x76
    address: 0x76

    # 温度偏移
    # ------------------
    # 如果设备在外壳中且读数过高，此选项很有用
    # 例如，如果读数高 5C，则将此值设置为 5
    # 这也会校正相对湿度读数
    # 默认值：0
    temperature_offset: 0

    # IAQ 计算模式
    # --------------------
    # 可用选项：
    # - static（用于固定位置设备）
    # - mobile（用于人员身上或其他可移动设备）
    # 默认值：static
    iaq_mode: static

    # 供电电压
    # --------------------
    # 可用选项：
    # - 3.3V
    # - 1.8V
    # 默认值：3.3V
    supply_voltage: 3.3V

    # 采样率
    # -----------
    # 可用选项：
    # - lp（低功耗 - 每 3 秒采样一次）
    # - ulp（超低功耗 - 每 5 分钟采样一次）
    # 默认值：lp
    sample_rate: ulp

    # 保存 BSEC 状态的间隔
    # ------------------------------------
    # 默认值：6h
    state_save_interval: 6h

sensor:
  - platform: bme680_bsec
    # 用于后续传感器的 bme680_bsec 组件 ID。
    # 在使用多个设备时很有用
    bme680_bsec_id: bme680_internal

    temperature:
      # 温度，单位 °C
      name: "BME680 Temperature"
      sample_rate: lp
      filters:
        - median
    pressure:
      # 压力，单位 hPa
      name: "BME680 Pressure"
      sample_rate: lp
      filters:
        - median
    humidity:
      # 相对湿度 %
      name: "BME680 Humidity"
      sample_rate: lp
      filters:
        - median
    gas_resistance:
      # 气体电阻，单位 Ω
      name: "BME680 Gas Resistance"
      filters:
        - median
    iaq:
      # 室内空气质量值
      name: "BME680 IAQ"
      filters:
        - median
    iaq_accuracy:
      # IAQ 准确度，数值为 0、1、2、3
      name: "BME680 Numeric IAQ Accuracy"
    co2_equivalent:
      # CO2 当量估算值，单位 ppm
      name: "BME680 CO2 Equivalent"
      filters:
        - median
    breath_voc_equivalent:
      # 挥发性有机化合物当量估算值，单位 ppm
      name: "BME680 Breath VOC Equivalent"
      filters:
        - median

text_sensor:
  - platform: bme680_bsec
    iaq_accuracy:
      # IAQ 准确度，文本值为 Stabilizing、Uncertain、Calibrating、Calibrated
      name: "BME680 IAQ Accuracy"

多个传感器

以下配置显示了如何设置多个 BME680 设备。它们可以配置为使用相同的 I²C 总线或不同的总线，但请记住 BME680 只能设置为在 I²C 地址 0x76 或 0x77 上运行。可连接的 BME680 设备数量没有限制。

# BME680 设备的 I2C 总线
i2c:
  - id: "i2cbus_bme"
    sda: GPIO18
    scl: GPIO19
    scan: true

# 使用 BSEC 库的 BME680 设备
bme680_bsec:
  - id: bme680_internal
    i2c_id: "i2cbus_bme"
    address: 0x76
  - id: bme680_external
    i2c_id: "i2cbus_bme"
    address: 0x77

sensor:
  # 内部 BME680 设备的传感器
  - platform: bme680_bsec
    bme680_bsec_id: bme680_internal
    temperature:
      name: "IN_Temp"
    pressure:
      name: "IN_Press"
    humidity:
      name: "IN_RH"
    iaq:
      name: "IN_IAQ"
    co2_equivalent:
      name: "IN_CO2eq"
    breath_voc_equivalent:
      name: "IN_VOCeq"

  # 外部 BME680 设备的传感器
  - platform: bme680_bsec
    bme680_bsec_id: bme680_external
    temperature:
      name: "OUT_Temperatura"
    pressure:
      name: "OUT_Pressione"
    humidity:
      name: "OUT_RH"
    iaq:
      name: "OUT_IAQ"
    co2_equivalent:
      name: "OUT_CO2eq"
    breath_voc_equivalent:
      name: "OUT_VOCeq"

text_sensor:
  # 内部 BME680 设备的文本传感器
  - platform: bme680_bsec
    bme680_bsec_id: bme680_internal
    iaq_accuracy:
      name: "IN_IAQaccuracy"

  # 外部 BME680 设备的文本传感器
  - platform: bme680_bsec
    bme680_bsec_id: bme680_external
    iaq_accuracy:
      name: "OUT_IAQaccuracy"

空气质量指数 (IAQ) 测量

测量值以 0 到 500 的指数范围表示。该指数本身是通过使用乙醇气体以及健康人类呼出气息中的重要 VOC 进行测试得出的。VOC 值本身来自多篇关于呼吸分析研究的出版物。BSEC 软件库定义的级别如下：

IAQ 指数	空气质量
0 - 50	优秀
51 - 100	良好
101 - 150	轻度污染
151 - 200	中度污染
201 - 250	重度污染
251 - 350	严重污染
> 351	极度污染

所选的 b-VOC 气体如下：

化合物	摩尔分数
乙烷	5 ppm
异戊二烯	10 ppm
乙醇	10 ppm
丙酮	50 ppm
一氧化碳	15 ppm

IAQ 准确度和校准

BSEC 软件会在后台自动校准，以提供一致的 IAQ 性能。校准过程会考虑最近的测量历史，以便值 50 对应”典型良好”水平，值 200 对应”典型污染”水平。IAQ 准确度传感器将给出以下值之一：

• Stabilizing : 设备刚刚启动，传感器正在稳定中（通常持续 5 分钟）

• Uncertain : BSEC 的背景历史不确定。这通常意味着气体传感器数据过于稳定，BSEC 无法明确定义其参考值。

• Calibrating : BSEC 发现了新的校准数据，正在校准中。

• Calibrated : BSEC 校准成功。

每隔 state_save_interval，或在达到完全校准后尽快，当前算法状态会保存到 flash，以便在设备重启时不必从零开始。

另见

• 传感器过滤器
• 绝对湿度
• BME680 温度+压力+湿度+气体传感器
• BME680 数据手册
• BSEC Arduino 库 由 Bosch Sensortec 提供
• Bosch Sensortec 社区
• API Reference: bme680_bsec.h