“开源WiFi气象站系统/zh”的版本间的差异

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IdeaLab访问流程
 
(未显示5个用户的34个中间版本)
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{| style="width: 840px;"
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=== 详细内容 ===
|-
 
|
 
==概述==
 
*项目名称:开源WiFi气象站系统
 
*目的:获取身边实时的温度、湿度、光照甚至pm2.5数据
 
*难度:中
 
*耗时:5小时
 
*制作者:
 
*简介:
 
它能够获取你身边实时的温度、湿度、光照甚至pm2.5数据,并且在屏幕上显示出来,如果你需要,甚至可以将其接入互联网,只要有一台能上网的手机或者计算机,任何地方、任何时候都能查看到这些数据。而这套系统完全由Microduino来实现,非常简单。
 
==材料清单==
 
*Microduino设备
 
{|class="wikitable"
 
|-
 
|模块||数量||功能
 
|-
 
|[[Microduino-Core+/zh]]||1||核心板
 
|-
 
|[[Microduino-USBTTL/zh]] ||1||下载程序
 
|-
 
|[[Microduino-WiFi/zh]] ||1||连接网络
 
|-
 
|[[Microduino-Temp&Hum/zh]] ||1||数字温湿度传感器
 
|-
 
|[[Microduino-Air quality/zh]] ||1||空气质量传感器
 
|-
 
|[[Microduino-Light/zh]] ||1||光照传感器
 
|-
 
|[[Microduino-OLED/zh]] ||1||显示
 
|}
 
*其他设备
 
{|class="wikitable"
 
|-
 
|模块||数量||功能
 
|-
 
|Micro-USB线||1||下载程序、供电
 
|-
 
|[[Microduino-USBTTL/zh]] ||1||下载程序
 
|-
 
|GP2Y1010AU0F ||1||pm2.5传感器
 
|-
 
|螺丝 ||7||固定模块
 
|-
 
|螺丝刀 ||1||固定螺丝
 
|-
 
|外壳 ||1||
 
|}
 
[[File:气象站物料.jpg||1000px|center]]
 
  
==实验原理==
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此部分内容维基现已停止维护,该部分的详细内容全部转移至IdeaLab网站上,请移步[https://www.idealab.cc/course/5a69513f8459d000199e6cca/class/5a5845d8fec664000f6a7c63 WIFI气象站——制作]上进行查看。以下是IdeaLab访问流程。
气象站专用板上安装了多参数传感器,包括数字温湿度传感器(Microduino-Tem&Hum)、光照强度传感器(Microduino-Light)、空气质量传感器(Microduino-Air)和pm2.5传感器(GP2Y1010AU0F)。每个传感器均与Microduino-Sensorhub连接,由Microduino核心(Microduino Core+)对传感器数据分析处理,以直观的文字提示方式在OLED中显示。同时通过Microduino CC3000模块(wifi)使Microduino核心连接到网络,与mCotton物联网平台通讯并以直观的文字和图表信息反馈给用户,用户只需要用通过能上网的手机或者计算机,在任何地方任何时候都能查看到这些数据,用户甚至可以设置传感器值来触发微博,与大家一起分享你的生活。
 
总的来说,用户通过气象站可以随时随地感受的身边环境的变化,把无形变有形,去感受大自然的瞬息万变。
 
[[File:Wifistationtheory.jpg||600px|center]]
 
  
本系统由传感器、协调器、网络适配器、OLED显示器、mCotton物联网平台五个部分组成,综合了传感技术、网络通信技术、OLED显示技术和物联网技术。传感器主要完成温度、湿度、光照参数、空气质量的采集,协调器分析处理采集的数据,同时通过网络适配器连接到网络与mCotton物联网平台通信,从而可以在mCotton物联网平台下查看到这些数据。
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== IdeaLab访问流程 ==
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'''1、打开网址([https://www.ideaxcollege.cn/ ideaxcollage])。'''
  
[[File:Wifistationtheory1.jpg||600px|center]]
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'''2、点击右上角登录按钮。'''
  
*管理平台构成
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[[文件:1.png]]
管理平台大致可分为两个部分:一是Microduino核心控制,负责采集传感器数据,并且连接到互联网。二是mCotton物联网平台,负责将数据以曲线形式直观显示给用户,用户可以随时随地查看,并且可以设置微博触发,分享你的生活环境。如图2-2所示:
 
*主要传感器
 
  
[[File:Wifistationtheory2.jpg||600px|center]]
+
'''3、登录/注册账号。'''
  
下图展示了本系统的处理流程。数据采集系统:主要负责对环境温度、湿度、光照强度等数据的采集。传感器采集的数据上传到Microduino核心,具有扩展方便等优点。
+
[[文件:2.png]]
无线传输系统:该系统主要将设备采集到的数据,通过无线网络传送到服务器上,使用WiFi传输数据。
 
数据处理系统:该系统负责对采集的数据进行上传存储、直观显示,用户可随时随地通过电脑和手机等终端进行查询。
 
  
[[File:Wifistationtheory3.jpg||600px|center]]
+
'''4、点击课程,在课程列表中找到《Microduino创新编程》课程并点击打开。'''
  
==文档==
+
[[文件:8.png]]
气象站代码:【'''[[media:Weather v2.rar|气象代码]]'''】
 
  
本地版气象站代码:【'''[[Media:Weather v2 new.rar|本地气象代码]]'''
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'''5、点击“报名学习”。'''
  
气象站代码Github:[https://github.com/Microduino/CC3000WeatherStation Weather_Station]
+
[[文件:9.png]]
  
==调试过程==
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'''6、输入姓名。'''
*搭建服务器
 
气象站既然要连入互联网,一个用来储存和显示的服务器必不可少,首先我们需要搭建好一个网络服务器。
 
*关于mCotton
 
目前定位于做一个开放的通用物联网平台,主要提供传感器数据的接入,存储和展现服务,为所有的开源软硬件爱好者、制造型企业,提供一个物联网项目的平台,
 
使得硬件和制造业者能够在不关心服务器实现细节和运维的情况下,拥有交付物联网化的电子产品的能力。
 
我们只需在mCotton注册一个账号,它会提供给你一个唯一的API KEY,这个便是用来在服务器里判别唯一身份之用的。
 
mCotton作为一个开放的公共物联网接入平台,目的是为服务所有所有的爱好者和开发者,使传感器数据的接入、存储和展现变得轻松简单。
 
下面我们介绍一下如何使用mCotton平台完成您的轻松接入。
 
*注册
 
打开mCotton的主页:somvpn.cn:3000,在页面中点击”Sign in/Join”,然后会弹出登录/注册框,再点击“Create account”进入用户注册页面。
 
  
[[File:mcottonsign1.jpg||600px|center]]
+
[[文件:5.png]]
  
在用户注册页面,填写相关信息后点击完成注册
+
'''7、点击“课程目录”。'''
  
[[File:mcottonsign2.jpg||600px|center]]
+
[[文件:10.png]]
*增加设备
 
登陆后点击”Projects“进入工程页面
 
  
[[File:mcottonsign3.jpg||600px|center]]
+
'''8、选择相应课程进行学习。'''
  
在工程页面中找到”Weather Station”项目,点击其中的“Assemble to My Devices”按钮,可以添加自己的设备
+
[[文件:11.png]]
 
 
[[File:mcottonsign4.jpg||600px|center]]
 
 
 
在“Name”中输入自己的设备名称,然后点击“Submit”按钮发布
 
 
 
[[File:mcottonsign5.jpg||600px|center]]
 
*获得APIKEY
 
发布完毕后就可以在“My Garage”页面中看到自己的设备
 
[[File:mcottonsign6.jpg||600px|center]]
 
找到自己发布的气象站设备,可以看到该设备专属的设备ID,记下它
 
[[File:mcottonsign7.jpg||600px|center]]
 
*下载程序
 
将Microduino-Core+与Microduino-USBTTL叠加(无上下顺序),通过USB数据线与电脑连接起来
 
[[File:download1.jpg||400px|center]]
 
确认你搭建了Microduino的开发环境,否则参考附录1-Arduino IDE安装指导。
 
[[File:Gettingstarted.jpg||400px|center]]
 
打开Arduino IDE编程软件,点击 【文件】->【打开】
 
[[File:Dl1.jpg||600px|center]]
 
浏览到项目程序地址,点击“weatherCC3000.ino”程序打开
 
[[File:WiFiStationopen.jpg||600px|center]]
 
[[File:WiFiStationopen2.jpg||600px|center]]
 
在def.h文件中需要设置相应的配置参数:
 
#define WLAN_SSID   “你要连接的WiFi的网络名”
 
#define WLAN_PASS   “你要连接的WiFi的密码”
 
#define WEBSITE   “设置的服务器地址”
 
#define WEBSITEPORT        “设置的服务器端口号”
 
#define APP_KIT_ID   “步骤3获得的设备ID号”
 
[[File:WiFiStationopen3.jpg||600px|center]]
 
点击“工具”,在板选项里面选择板卡(Microduino-Core+),在处理器选项里面选择处理器(Atmega644pa@16M,5V),再在端口选项里面选择正确的端口号,然后直接烧录程序
 
[[File:WiFiStationopen4.jpg||600px|center]]
 
 
 
==拼装气象站==
 
*'''Step1''':将OLED屏和A1用螺丝固定在一起
 
[[File:Waetherstep1.jpg||600px|center]]
 
*'''Step2''':把B1~B5用B6拼接在一起
 
[[File:Waetherstep2.jpg||600px|center]]
 
*'''Step3''':将Core+,USBTTL,Hub连接在一起并且用螺丝螺帽固定在A2上,再将传感器连接线连接在PM2.5传感器上
 
PM2.5传感器使用胶水黏在底板上
 
[[File:Waetherstep3.jpg||600px|center]]
 
*'''Step4''':将B7,B8,B9按照如图所示分别拼接到温湿度传感器,气体传感器和光照传感器上
 
[[File:Waetherstep4.jpg||600px|center]]
 
*'''Step5''':按说明图上所示的位置将温湿度传感器、气体传感器和光照传感器连接到Hub板上
 
再分别将传感器固定在Step2中内部四周B1和B2组合的卡槽上,完成后将A1和A2分别接在其顶部和底部
 
[[File:Waetherstep5.jpg||600px|center]]
 
*'''Step6''':完成上述步骤后用B0进行固定,之后插上USB线,气象站完成
 
 
 
设置完成后就可以在OLED上看到各个传感器的数据
 
同时在mCotton上设置好的设备上也能看到气象站上传的数据
 
[[File:WiFiStation10.jpg||600px|center]]
 
 
 
==程序说明==
 
国内可用:
 
*主程序部分
 
<source lang="cpp">
 
//1,屏幕显示部分=============================
 
#include"Arduino.h"
 
#include "U8glib.h"
 
//2,传感器部分================================
 
#include <Wire.h>
 
#include "I2Cdev.h"
 
#include <AM2321.h>
 
#include <SoftwareSerial.h>
 
//3,WIFI部分================================
 
#include <Adafruit_CC3000.h>
 
#include <ccspi.h>
 
#include <SPI.h>
 
#include <string.h>
 
#include "utility/debug.h"
 
//4,自定义部分=============================
 
#include "def.h"
 
#include "oled.h"
 
#include "wifi.h"
 
#include "sensor.h"
 
 
#define INTERVAL_LCD            200        //OLED及传感器刷新时间间隔   
 
#define INTERVAL_NET            30000      //传感器数据上传时间间隔 
 
 
unsigned long lcd_time = millis();          //OLED及传感器更新计时器
 
unsigned long net_time = millis();          //传感器数据上传更新计时器
 
 
void setup(void)
 
{
 
    Serial.begin(115200);    //初始化波特率
 
    setup_wifi();            //初始化WIFI
 
}
 
 
void loop(void)
 
{
 
 
    if (lcd_time > millis()) lcd_time = millis();
 
    if (millis() - lcd_time > INTERVAL_LCD)
 
    {
 
        SensorUpdate();        //更新传感器
 
        volcd(sensorTemp, sensorHumi, sensorLight, sensorPM25, sensorEtoh);  //更新OLED显示
 
        lcd_time = millis();    //更新计时器
 
    }
 
 
    if (net_time > millis()) net_time = millis();
 
    if (millis() - net_time > INTERVAL_NET)
 
    {
 
        updateWeatherData(sensorTemp, sensorHumi, sensorLight, sensorPM25, sensorEtoh);  //上传传感器数据
 
        net_time = millis();    //更新计时器
 
    }
 
}
 
</source>
 
*用户配置部分
 
def.h
 
<source lang="cpp">
 
#define WLAN_SSID      "AZURE"      //WIFI网络名
 
#define WLAN_PASS      "azure001"    //WIFI密码
 
 
 
#define WEBSITE "mcotton.microduino.cn" //服务器网址
 
#define WEBSITEPORT 8080 //服务器端口号
 
#define APP_KIT "TLcrn6vaAahjnvKR2" //设备ID号#define APP_KIT "YourDeviceID" //设备ID号
 
 
 
#define WEBPAGE "/api/v1.0/d"
 
#define WEBUTTONPAGE "/api/v1.0/ce"
 
</source>
 
*OLED显示部分
 
<source lang="cpp">
 
U8GLIB_SSD1306_128X64 u8g(U8G_I2C_OPT_NONE);    //设置OLED型号 
 
//-------字体设置,大、中、小 
 
#define setFont_L u8g.setFont(u8g_font_7x13) 
 
#define setFont_M u8g.setFont(u8g_font_fixed_v0r) 
 
#define setFont_S u8g.setFont(u8g_font_chikitar) 
 
 
 
//温度计图案
 
const unsigned char bmp_tem[] U8G_PROGMEM =
 
{
 
  0xE0,0x81,0x30,0x83,0x10,0x82,0x10,0x82,0x10,0xFA,0x10,0x82,
 
  0x10,0x82,0x10,0xFA,0x10,0x82,0xD0,0x82,0xD0,0xFA,0xD0,0x82,
 
  0xD0,0x82,0xD0,0xFA,0xD0,0x82,0xD0,0x82,0xD0,0xFA,0xD0,0x82,
 
  0xD0,0x82,0xD8,0x86,0xC4,0x88,0xF2,0x93,0xFB,0xB7,0xF9,0xA7,
 
  0xFD,0xAF,0xFD,0xAF,0xF9,0xA7,0xFA,0x97,0xF2,0x93,0xC4,0x88,
 
  0x18,0x86,0xF0,0x83
 
};
 
 
 
//水滴图案
 
const unsigned char bmp_hum[] U8G_PROGMEM =
 
{
 
  0x00,0x00,0x01,0x00,0x00,0x01,0x00,0x80,0x03,0x08,0x80,0x03,0x18,0x80,0x07,0x1C,
 
  0xC0,0x07,0x3C,0xC0,0x07,0x3E,0xE0,0x0F,0x3E,0xE0,0x0F,0x7A,0xF0,0x1F,0x7B,0xF8,
 
  0x1F,0x72,0xF8,0x1F,0x3E,0xF8,0x3F,0x1C,0xFC,0x3F,0x00,0xFC,0x7F,0x00,0xFE,0x7F,
 
  0x00,0xFE,0x7F,0x00,0xFE,0x7F,0x00,0xFF,0xFF,0x00,0xFF,0xFF,0x00,0xFF,0xFF,0x00,
 
  0xF3,0xFF,0x00,0xF2,0x7F,0x00,0xE6,0x7F,0x00,0xC6,0x7F,0x00,0x0E,0x3F,0x00,0x3C,
 
  0x1E,0x00,0xF8,0x1F,0x00,0xE0,0x07,0x00,0x80,0x01
 
};
 
 
 
//显示函数 
 
void osd_setup(int _osd_setup,char* _osd_text) {
 
  u8g.firstPage(); 
 
  do {
 
    setFont_L;
 
    u8g.setPrintPos(4, 30);
 
    u8g.print(_osd_text);
 
    u8g.drawFrame(0,48,128,14);
 
    if(_osd_setup)
 
      u8g.drawBox(0+2,48+2,map(_osd_setup,0,5,0,128-4),14-4);
 
  }
 
  while( u8g.nextPage() );
 
}
 
 
 
 
 
//显示函数
 
void volcd(float temp, float humi, float light, float pm25, float etoh) {
 
  u8g.firstPage();
 
  do {
 
    u8g.setDefaultForegroundColor();
 
 
 
    u8g.drawXBMP( 4, 1, 15, 32, bmp_tem);
 
    u8g.drawXBMP( 70, 2, 24, 30, bmp_hum);
 
 
 
    setFont_M;                            //设置字体为大 
 
    u8g.setPrintPos(20, 16);        //设置文字开始坐标 
 
    u8g.print("`C "); 
 
    setFont_L;                            //设置字体为大 
 
    u8g.setPrintPos(20, 32);        //设置文字开始坐标 
 
    u8g.print(temp , 1);            //温度 
 
 
 
    setFont_M;                            //设置字体为大 
 
    u8g.setPrintPos(100, 16);        //设置文字开始坐标 
 
    u8g.print("%"); 
 
    setFont_L;                            //设置字体为大 
 
    u8g.setPrintPos(100, 32);        //设置文字开始坐标 
 
    u8g.print(humi , 0);            //湿度 
 
 
 
    setFont_L;                      //设置字体
 
    u8g.setPrintPos(4, 49);          //设置文字开始坐标 
 
    u8g.print(light , 0);      //光照强度 
 
    setFont_M;                      //设置字体
 
    u8g.print(" Lux"); 
 
 
 
    setFont_L;                      //设置字体
 
    u8g.setPrintPos(4, 63);          //设置文字开始坐标
 
    u8g.print(pm25 , 1);      //光照强度
 
    setFont_M;                      //设置字体
 
    u8g.print(" ug/m3");
 
 
 
 
 
    setFont_L;                      //设置字体
 
    u8g.setPrintPos(80, 49);          //设置文字开始坐标
 
    u8g.print(etoh , 0);      //光照强度
 
    setFont_M;                      //设置字体
 
    u8g.print(" ppm");
 
 
 
 
 
    setFont_M;                            //设置字体为大
 
    u8g.setPrintPos(80, 63);        //设置文字开始坐标
 
    u8g.print(" LED:");
 
 
 
  }
 
  while( u8g.nextPage() );
 
}
 
 
 
 
 
void volcdsetup(char* zi,unsigned int x,unsigned int y) {
 
  //#ifdef OLED
 
  u8g.firstPage(); 
 
  do {
 
    setFont_L;   
 
    u8g.setPrintPos(x, y);
 
    u8g.print(zi);
 
  }
 
  while( u8g.nextPage() );
 
  //#endif
 
}
 
</source>
 
*传感器数据采集部分
 
<source lang="cpp">
 
  #include <SoftwareSerial.h>
 
#include <AM2321.h>
 
 
 
AM2321 am2321;
 
SoftwareSerial pmSerial(4,5); //PM2.5传感器通讯软串口
 
 
 
float sensorTemp;      //温度值
 
float sensorHumi;      //湿度值
 
float sensorPM25;      //pm2.5浓度
 
float sensorLight;      //光照强度
 
float sensorEtoh;      //空气质量
 
 
 
//读取pm2.5传感器
 
float PM25(){
 
  int data_s = 0; //串口接收数据
 
  int num = -1;   //串口接收数据计数
 
  int sum = 0;   //校验和
 
  int cal[5];     //接收数据缓存
 
  float dustDensity = 0; //PM2.5浓度
 
 
 
  pmSerial.begin(2400); //首先启动软串口
 
  pmSerial.flush();   //清空串口缓存
 
 
 
  while(1)
 
  {
 
    if(pmSerial.available() > 0) //串口缓存有数据
 
    {
 
      data_s = pmSerial.read(); //读取串口缓存数据
 
      if(data_s == 0xAA)     //得到数据帧起始位
 
      {
 
        num = 0;            //开始计数
 
      }
 
      else if(num >= 0)
 
      {
 
        num++;         //读到数据,计数+1
 
        cal[num-1] = data_s; //数据保存到缓存中
 
        if(num == 6)       //读到数据帧最后一位
 
        {
 
          sum = cal[0] + cal[1] + cal[2] + cal[3]; //计算校验和
 
          if(sum == cal[4] && cal[5] == 0xFF)   //校验和匹配,数据帧最后一位为0xFF,说明接收的数据帧正常
 
          {
 
            dustDensity = (cal[0]*256 + cal[1])*(5.0/1024)*550; //计算PM2.5浓度,单位ug/m3
 
          }
 
          else //接收的数据不正常
 
          {
 
            dustDensity = 0;    //浓度清零
 
          }
 
          break;
 
        }
 
      }
 
    } 
 
  }
 
  pmSerial.end(); //关闭软串口
 
  return dustDensity; //返回值
 
}
 
 
 
//更新传感器数据
 
void SensorUpdate() {
 
 
 
  //获取pm2.5浓度
 
  sensorPM25 = PM25();
 
  //获取温度,湿度
 
  am2321.read();
 
  sensorTemp = am2321.temperature / 10.0;
 
  sensorHumi = am2321.humidity / 10.0;
 
  //获取光照强度
 
  sensorLight = map(analogRead(A0), 0, 1023, 0, 255);
 
  //获取空气质量
 
  sensorEtoh= map(analogRead(A2), 0, 1023, 0, 30);
 
 
 
}
 
</source>
 
 
 
==视频==
 
|}
 

2018年11月21日 (三) 10:38的最新版本

详细内容

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IdeaLab访问流程

1、打开网址(ideaxcollage)。

2、点击右上角登录按钮。

1.png

3、登录/注册账号。

2.png

4、点击课程,在课程列表中找到《Microduino创新编程》课程并点击打开。

8.png

5、点击“报名学习”。

9.png

6、输入姓名。

5.png

7、点击“课程目录”。

10.png

8、选择相应课程进行学习。

11.png