K12物联网神器-SIoT（Arduino）

【Mind+】Arduino uno板-SIoT使用教程

一、SIoT简介

SIoT是一个为中小学STEM教育定制的跨平台的开源MQTT服务器程序，S指科学（Science）、简单（Simple）的意思。SIoT重点关注物联网数据的收集和导出，是采集科学数据的最好选择之一。

那什么是物联网？什么又是MQTT呢？

1.1 物联网

物联网（Internet of Things，缩写IoT）是互联网的一个延伸，互联网的终端是计算机（PC、服务器），而物联网的终端是硬件设备，无论是家电、工业设备、汽车、监测仪器，所有这些终端都可以互联，可以总结为万物互联。

1.2 MQTT

MQTT（Message Queuing Telemetry Transport，消息队列遥测传输协议）是一个基于客户端-服务器的消息发布/订阅传输协议。

MQTT协议是轻量、简单、开放和易于实现的，这些特点使它适用范围非常广泛。

1.3 SIoT

SIoT为“虚谷物联”项目的核心软件，是为了帮助中小学生理解物联网原理，并且能够基于物联网技术开发各种创意应用。

二、安装运行

2.1 SIoT软件下载

下载地址：https://mindplus.dfrobot.com.cn/siot

根据自己电脑的系统，对应下载SIoT软件压缩包，例如Windows系统下载win32。

2.2 SIoT软件准备

      SIoT是一个绿色软件，将下载的压缩包解压并打开。

      由于Mind+目前只支持Windows下Win7及以上版本，本篇教程将以SIoT_win32为例，讲述如何使用Mind+软件实现SIoT操作。

2.3 Mind+软件下载

Mind+是一款基于Scratch3.0开发的青少年编程软件，支持arduino、micro:bit、Uno板等各种开源硬件，只需要拖动图形化程序块即可完成编程，还可以使用python/c/c++等高级编程语言，让大家轻松体验创造的乐趣。

下载地址：https://mindplus.cc

* 本教程使用的是Mind+1.5.5版本软件。

2.4 Mind+软件安装2.4.1 安装软件

双击下载的文件完成软件安装。

2.4.2 安装驱动

STEP1：打开Mind+软件，点击“教程”——“视频教程”打开教程。

           STEP2：打开“安装驱动”视频教程。

           STEP3：根据视频悬浮窗中的教程，一键安装驱动，这一步很重要！安装一次，一劳永逸！

三、快速入门

       本篇教程将以win10系统为例，通过几个简单的程序案例，以Arduino Uno主控板（后面简称Uno板）为智能终端，分别介绍在Mind+软件中实时模式和上传模式下如何运行SIoT。

3.1 实时模式

      在实时模式下，按照是否连接Uno板，又可分为两种情况。

3.1.1 实时模式，不连接Uno板

      在实时模式下不连接Uno板时，SIoT平台可与软件界面的舞台互动。

      项目案例：在SIoT平台输入消息，舞台角色说出消息内容

       项目实现步骤：如下STEP1-STEP9。如果是第一次使用SIoT，请严格按照以下步骤进行操作。

STEP1 运行SIoT系统

      双击运行SIoT_win.exe，可以看到一个黑色的CMD窗口。

* 使用SIoT过程中一定不要关该窗口。

STEP2 电脑连接WIFI

      将电脑连接到WIFI。

* 提供WIFI的路由器或手机热点可以不连接互联网，因为使用SIoT实现物联网应用时，只需要使用路由器或手机热点建立一个局域网即可。

STEP3 获取电脑IP

       电脑每次连接WIFI，都会生成一个IP地址，每个IP地址对应的电脑都是唯一的。运行SIOT程序后会在电脑上建立一个SIOT服务器，其他设备要访问这个服务器，需要知道这个SIOT服务器所在电脑的IP地址。

       获取电脑IP的方法有很多，可在网页上搜索到，下面我们来介绍其中一种简易操作方法，通过以下3步获取电脑IP。

1、同时按下键盘上“WIN”+“R”，弹出如下运行窗口。

2、输入“cmd”，点击确定，弹出小黑框。

3、在小黑框中输入“ipconfig”，点击键盘“enter”，在小黑框中可以看到IP地址，如下图IP为192.168.9.191。

* 每次连接不同的WIFI，电脑的IP地址都可能会发生变化，需要通过上述方法重新获取。

STEP4 打开SIoT网页端

1、打开电脑浏览器，在网址栏输入在“STEP3”中获得的IP地址加上“:8080”，如：192.168.9.191:8080

* “:” 需在在英文输入法下。

2、点击键盘enter键，打开即为SIoT网页端，如下图：

3、打不开怎么办？

       ￭ 检查siot的小黑窗是否打开

       ￭ 检查ip地址是否错误，如果有多个ip地址就一个一个尝试

       ￭ 关闭网络防火墙

STEP5 登陆SIoT网页端

       账号：siot

       密码：dfrobot

       输入账号、密码后，点击“登陆”，登陆后页面如下：

* SIoT网页端账号、密码都是统一的。

STEP6 Mind+编程

       实现功能：在SIoT平台输入消息，舞台角色说出消息内容。

1、打开Mind+软件（1.5.5及以上版本），选择“实时模式”：

2、点击“扩展”：

3、选择“网络服务”，点选“MQTT服务”后点击“返回”：

4、编写程序：

STEP7 运行程序

STEP8 在SIoT网页端查看消息

       打开SIoT网页端，点击“设备列表”，可以看到“项目ID”、“名称”对应为程序中自定义Topic_0的信息。

       点击“查看消息”，在弹出窗口中可以看到设备的MQTT消息记录：

       如上图，为程序中对Topic：“arduino/a”的消息记录，可看到消息内容和发送时间。

STEP9 项目功能实现：在SIoT平台输入消息，舞台角色说出消息内容

       例如：在“发送消息”栏发送“你好啊”，舞台角色对应说出“你好啊”。

       至此就完成了在Mind+实时模式下SIoT与舞台的互动啦，但是所谓物联网，不连接外部硬件设备到物联网平台，又怎么能体现出它的优势呢！所以接下来，让我们通过加入Uno板一起来体验SIoT对硬件的控制。

3.1.2 实时模式，连接Uno板

       在Mind+实时模式下，连接Uno板时先选择扩展模块中的Arduino Uno板，连接成功后，SIoT平台可以采集Uno板上传感器的数据，也可以控制Uno板的声、光、动输出。

       项目案例：在SIoT平台输入消息，控制点亮或熄灭Uno板的LED灯。

       项目实现步骤：STEP1-STEP8。

STEP1-5与3.1.1相同

STEP6 连接Uno板

       将Uno板通过USB线连接到电脑，在Mind+中“连接设备”下点击对应COM口。

STEP7 修改程序

1、在“扩展”中“主控板”下选择“Uno板”：

2、程序修改如下：

STEP8 功能实现

       发送“on”，灯亮；发送“off”，灯灭。

3.2 上传模式

       想象一下，将Uno板应用在家庭物联网中：使用温度传感器进行测量房间内的温度，并将其与Uno板进行连接，并上传到SIoT中，结果将以数值与折线图的形式展现，便于主人监测数据。要如何用程序实现呢？

       在3.1.2中，在Mind+实时模式下只能实时控制一块Uno板，如何在控制Uno板的同时进行温度测量呢？

       Mind+的上传模式是一个很好的选择，让我们一起来学习如何实现。

       实现步骤：STEP1-STEP8。

       所需材料：Uno板，温度传感器，OBLOQ物联网模块（模块介绍详见4.3.2）。

* 因为Uno板在SIoT需要通过物联网采集数据，但是Uno板不具备物联网通讯功能，因此需要借助OBLOQ物联网模块。

STEP1-5与3.1.1相同

STEP6 Mind+软件设置

1、打开Mind+软件（1.5.5及以上版本），选择“上传模式”：

2、点击“扩展”，在“主控板”下选择“Uno板”：

3、点击“扩展”，在通信模块下选“OBLOQ物联网模块”：

STEP7硬件连线图

       OBLOQ模块：TX、RX、GND和VIN引脚分别连接到D10、D11、GND和VCC引脚。

       温度传感器LM35：A0引脚。

       可通过修改程序来自定义相关引脚。

STEP8编写程序

STEP9功能实现

       Uno板在下载完程序后，OBLOQ物联网模块指示灯显示为绿色，表示成功与Uno板连接成功正常工作。

       * 程序运行时，若无法连接OBLOQ物联网模块（指示灯不为绿色），先检查参数有没有填错，例如ip错误、Topic中有没有斜杠，依旧无法连接的话，可尝试关闭电脑防火墙，重新上传程序；若依旧不成功需要查看OBLOQ模块的接线对应的管脚是否连接正确。

       打开SIoT网页端，可以在“设备列表”下看到对应的Topic信息。

1、点击上图中“a”后的“查看消息”，可以看到温度传感器实时收集的温度值。

2、点击“b”后的查看消息

       在弹出窗口中发送消息“ON”，可以看到Uno板子的LED被点亮。

       同理，发送消息“OFF”，可以看到Uno板子的LED被点亮。

四、教程总结

4.1 SIoT操作流程汇总

4.2 物联网框图

       以路由器建立无线局域网为例，通过下面这张图可以说明SIoT的作用原理。

       在一台电脑上建立SIoT服务器后，其他设备在知道路由器分配给这台电脑的IP地址后，可以利用WIFI访问SIoT服务器。这些设备可以是电脑、手机、Uno板等。

4.3 小贴士-服务器信息

4.3.1 服务器信息

       SIoT启动后，你的计算机就成为了一个标准的SIoT服务器，使用任何一款SIoT客户端程序就可以访问。

       ￭ 服务器地址：计算机局域网IP地址

       ￭ SIoT端口：1883

       ￭ 用户名：siot（小写）

       ￭ 默认密码：dfrobot（小写）

       ￭ 消息主题（Topic）：项目名/设备名（可以自定义，中间的“/”为英文输入法且不可缺少。）

       ￭ Web管理地址：http://计算机IP:8080

4.3.2  OBLOQ模块介绍

       OBLOQ是一款基于ESP8266设计的串口转WIFI物联网模块，用以接收和发送物联网信息。接口简单，即插即用，适用于3.3V~5V的控制系统。OBLOQ物联网模块当没有连接wifi的时候，OBLOQ指示灯显示红色，正在连接wifi时显示蓝色，连接到wifi后，OBLOQ指示灯显示绿色。

       OBLOQ物联网模块引脚说明：

OBLOQ物联网模块在使用中的常见问题：

1)  OBLOQ指示灯一直显示蓝色：

       表示OBLOQ正在连接wifi，需要一定时间，如果超过一分钟依然显示蓝灯，则可能为wifi账号密码设置错误，请检查程序 。

2)  OBLOQ指示灯一直显示紫色：

        表示OBLOQ的wifi连接成功但是mqtt异常断开，尝试检查所在wifi是否断网，也有可能easyiot服务器问题，等待一会儿再连接或联系论坛管理员。

3)  OBLOQ指示灯一直显示红色：

        表示OBLOQ的wifi连接不成功，尝试检查是否tx和rx接反了（调换一下tx和rx接线顺序），或者是wifi有问题（使用手机开热点，不要用中文WIFI名称），然后就是参数有没有填错（物联网网站里面的参数）。

4.4 更多创意

       本篇教程只是讲述了在Mind+中使用SIoT的操作步骤，利用SIoT还可以实现更多好玩的物联网项目，比如物联网浇花、智慧家庭、物联网数据采集、环境检测仪等等。

DF创客社区中也有很多好玩的物联网项目，快去搜索发现吧！社区网址：www.dfrobot.com.cn

精化，好帖，占沙发！~

值得认真研究

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感谢分享~

谢谢分享，学习一下！

很好的贴子！

楼主，请问这里的变量N，能不能换成数字类型的变量啊。我发现如果换成数字类型的变量，后面obloq读取的那个模块装不上

真心感谢版主的分享

终于测试成功，再次感谢

请问 如何用电脑向arduino发送消息，并显示在lcd1602的屏幕上？