激发孩子创造力 🤖 用行空板实现物联网温湿度采集装置

【创意起源】

最近在玩行空板，碰巧社区又在发DHT20温湿度传感器测评。于是突发对于之前气象社团的温湿度采集装置进行升级。以前是用掌控板来做，虽然掌控板也有屏，也有WIFI，但是屏幕太小，还没有颜色，虽然有WIFI，但是采集数据还要传输SIOT服务器上。能否有一种既可以采集数据，又能架设SIoT服务的装备呢？行空板就是其中一项非常不错的选择，于是我就利用行空板制作一个物联网温湿度采集装置。

【作品展示】

【使用的库】

本程序中使用了的库如下所示

序号	名称	作用
1	time	时间模块
2	pyttsx3	语音合成
3	unihiker	行空板内置库，对于屏幕显示和控制，在unihiker库中基于tkinter库封装了一个GUI类，对于方便麦克风和usb喇叭的使用，在unihiker库中封装了一个Audio类。
4	pinpong	pinpong库由于支持众多的主控板及开源硬件，因此分成了3个包，board、extension和libs，board包中放置主板支持的功能及常用库，extension为定制类主控，libs中放置其他传感器的扩展库。

【功能简介】

本次制作的温湿度采集装置，应该具备以下功能：

（1）本地实施读取：通过行空板显示屏，读取到实时温湿度数据。

（2）数据存储记录：由于行空板本身就集成了SIOT，所以我们将采集的数据上传的SIOT中存储。

（3）高温语音报警：我们对温度设定了一个阈值，当超过该温度通过语音来提醒。

【相关器材】

序号	名称	数量
1	行空板	1
2	DHT20	1
3	USB口喇叭	1
4	I2C连接线	1

表1器材列表

【编程环境】

（1）连接设备：行空板可以有多种方法连接方式，USB线、路由器、Wi-Fi、热点模式。我们今天在这里推荐使用USB线连接行空板与电脑。这种方式IP地址固定且网络稳定。使用时行空板会虚拟为一个RNDIS网卡设备，此时板子IP地址固定为10.1.2.3，输入板子的IP即可开始编程。

编程环境：行空板编程方式也有多种，我们这里使用的是Jupyter编程方式。连接行空板到电脑，开机完成后打开浏览器，输入IP地址10.1.2.3即可打开主页菜单。选择应用开关，在Jupyter应用中查看运行状态，如果是未运行，则先点击启动服务，等待状态变为正在运行后，点击打开页面可以打开Jupyter后台页面。同理，也需要将SIoT服务启动。

（3）Jupyter打开后，点击New > Python 3（ipykernel）即可创建一个jupyter项目。

（4）输入代码后，点击“运行”即可查看结果。

【电路连线】

本次作品只用了一个DHT20温湿度传感器，只要将其接到行空板任意一个I2C口即可。

【编写程序】

本作品中我们将行空板的屏幕作为数据显示的窗口，因此需要通过编程定义各类控件，具体工作如下所示。

import time
import pyttsx3
import siot#导入siot库
from pinpong.board import Board,Pin
from unihiker import GUI   #导入包
from pinpong.libs.dfrobot_dht20 import DHT20
（2）UI界面编程
gui=GUI()  #实例化GUI类
#边框
rect1=gui.draw_rect(x=10, y=80, w=220, h=100,  width=3, color=(255, 200, 100))
rect2=gui.draw_rect(x=10, y=200, w=220, h=100,  width=3, color=(255, 200, 100))
#填充
rect3=gui.fill_rect(x=13, y=83, w=214, h=94,  color=(150, 180, 200))
rect4=gui.fill_rect(x=13, y=203, w=214, h=94,  color=(150, 180,200))
#标题
info_text = gui.draw_text(x=120, y=60, text='温湿度检测系统',origin='bottom',font_size=20,)
#温度控制
info_text_temp = gui.draw_text(x=70, y=160,color=(255,255,255),text='温度：',origin='bottom',font_size=24)
digit1=gui.draw_digit(x=160, y=160, text='', origin = "bottom",color="red",font_size=28)
#湿度控制
info_text_tim = gui.draw_text(x=70, y=280,color=(255,255,255),text='湿度：',origin='bottom',font_size=24)
digit2=gui.draw_digit(x=160, y=280, text='', origin = "bottom",color="red",font_size=28)
（3）SIoT服务端
SERVER = "10.1.2.3"#MQTT服务器IP地址
CLIENT_ID = ""#创建空消息队列
IOT_UserName ='siot'#用户名
IOT_PassWord ='dfrobot'#密码
IOT_pubTopic1  = 'xk/001'#“topic”为“项目名称/设备名称”,设备006
IOT_pubTopic2  = 'xk/002'#设备007
siot.init(CLIENT_ID, SERVER, user=IOT_UserName, password=IOT_PassWord)#初始化，确定输入的用户名和密码正确
siot.connect()#连接
siot.subscribe(IOT_pubTopic1,sub_cb)#订阅消息+回调
siot.loop()#循环
（4）初始化及主程序
Board().begin()               #初始化
dht20 = DHT20()
while True:
    #增加等待，防止程序退出和卡住
    t=dht20.temp_c()
    h=dht20.humidity()
    digit1.config(text =t) # 更新屏幕上温度的显示
    digit2.config(text =h) # 更新屏幕上湿度的显示   
    if (t>24):             # 温度高于24时语音播报
        engine = pyttsx3.init()
        engine.say('温度过高')
        engine.runAndWait()
    siot.publish(IOT_pubTopic1,str(t))#发送消息
    siot.publish(IOT_pubTopic2,str(h))    
    time.sleep(1)
复制代码