基于Arduino的四季鼻炎小助手
作者：陈攀宇 学校：北大附中西三旗学校
1 发现问题
我是一名鼻炎患者，春天杨絮、秋冬降温、大风扬尘一刺激，就会立刻鼻塞流涕；上课频繁用纸巾，耽误听讲；夜里室内干燥，更是因鼻塞而睡不好觉。
身边走访中我发现，班级里半数同学都有鼻炎，任课老师换季讲课时也频繁打喷嚏；父母居家遇到室内干湿失衡，鼻炎会加重；小区里的老人出门遇到粉尘突发过敏，却常常找不到应急用品。为了弄清楚问题有多普遍，我和爸爸妈妈去小区、周边学校做了实地问卷调查，一共回收了36份有效问卷，统计结果让我很吃惊：68.7%的受访学生常年或季节性鼻炎，82.3%的鼻炎患者只能硬扛发作，没有任何提前预防的工具。
我又查阅了国家卫健委发布的青少年鼻炎调研数据和《2025中国青少年过敏性鼻炎白皮书》：国内鼻炎患者已超3亿，学龄儿童的鼻炎患病率突破79%，北方城市因秋季花粉、扬尘，发病率逐年上涨，青少年是增长最快的患病群体。
这么多人都被鼻炎困扰，却缺少一款轻量化的预防工具。于是我想：能不能自己动手做一个小装置，出门提醒粉尘超标、天冷提醒加防护，在家还能自动调节空气，帮助大家提前做好鼻炎防护？
2 设计与制作
围绕目标，我先想到了三种解决方案：一是纯手机APP预警，但老人不怎么会用智能手机、出门容易忘带手机，也没有自动加湿除湿功能；二是分体式两台设备，成本翻倍、收纳麻烦，用户要买两件产品；三是以Arduino主控板为核心的模块化一体两用机，便携主体加可拆卸加湿、风扇配件，一机两用、成本低、全年龄段友好。问卷调查中，89%的受访者都希望“一个设备搞定室内外防护”，所以我最终选择了第三种方案。
我的“四季鼻炎小助手”采用模块化可拆卸结构，可以在户外便携、室内家用两种形态间自由切换。便携模式下，它能实时检测环境粉尘浓度和温度变化，当粉尘超标或一分钟内气温骤降5℃时，自动通过声音提醒使用者提前做好防护；机身还配备隐藏式储物仓，一键就能弹出口罩、鼻炎喷雾等应急用品。切换家用底座后，它能自动监测室内湿度，湿度过低时自动启动雾化加湿，湿度过高时自动开启风扇除湿，还能通过语音交互，查询次日空气质量数据，兼顾青少年和中老年鼻炎人群的日常预防需求。
制作过程并不轻松。我在妈妈的帮助下购买了元器件，在老师的指导下认识了MQ135粉尘传感器、DHT11温湿度模块，原来这些小小的零件就能感知空气中的粉尘和冷热！我一步步学会了画电路、连接电路，用Arduino平台编写控制程序，设计并测量3D打印图纸，完成了外壳打印和作品装饰，最终做出了2.0版本。
制作中我也遇到了不少困难。一开始传感器灵敏度过高经常误报，我就在程序里设置延时滤波算法，让粉尘连续超标10秒、温度持续下降5℃并维持60秒才触发提醒，还设置了儿童、成人、高敏鼻炎三档灵敏度；便携款耗电快，我就加装了休眠程序，静置3分钟自动进入低功耗休眠，配合500mAh充电锂电池，日常使用能续航24小时，支持Type-C快充。
为了让作品更可靠，我邀请校医、老师和鼻炎住户进行模拟测试，在公园、马路扬尘区、春季杨絮环境，以及家里干燥空调房、梅雨季潮湿房间，反复记录提醒准确率和加湿除湿启停时机，不断调整完善。
图1 制作过程图
图2 作品原型图
3 小结与展望
我的作品使用人群主要是青少年和中老年鼻炎人群，使用场所包括家中、幼儿园、商场等大家经常活动的地方。我的作品对鼻炎人群的日常预防有非常重要的价值和意义，希望能让更多人都用上它。
回顾从去年10月萌生想法到现在半年多的时光，从一张草稿到完整成品，我从零基础学会了编程、3D建模和电路焊接，终于用自己的发明，帮助身边被鼻炎困扰的家人、同学解决了日常难题。
未来，我还想继续改进：给作品加装蓝牙模块，连接手机天气APP实时同步空气质量数据，让粉尘预报更精准；把储物仓扩容成分大小双仓，大仓放折叠口罩，小仓收纳喷雾和纸巾。
责任编辑：李银慧
小字号