K12物联网神器-SIoT（micro:bit） DF创客社区

本帖最后由 DFrJg7u8L0V 于 2019-6-14 18:45 编辑

【Mind+】micro:bit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：http://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系统建议下载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：http://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micro:bit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micro:bit板，又可分为两种情况。

3.1.1 实时模式，不连接micro:bit板

在实时模式下不连接micro:bit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：“micro:bit/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micro:bit板一起来体验SIoT对硬件的控制。

3.1.2 实时模式，连接micro:bit板

在Mind+实时模式下，加入micro:bit板，SIoT平台可以采集micro:bit板上传感器的数据，也可以控制micro:bit板的声、光、动输出。

项目案例：在SIoT平台输入消息，控制micro:bit板上LED点阵显示对应图案。

项目实现步骤：STEP1-STEP8。

STEP1-5与3.1.1相同

STEP6 修改程序

1、在“扩展”中“主控板”下选择“micro:bit板”：

2、程序修改如下：

STEP7 连接micro:bit板

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

STEP8 功能实现

发送“on”，LED点阵显示心型图案；发送“off”，LED点阵全灭。

3.2 上传模式

想象一下，将micro:bit板应用在家庭物联网中：使用LED灯模块，并将其与micro:bit板进行连接，通过SIoT控制灯的亮灭以及闪烁，实现SIoT控制台灯的效果。那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micro:bit板，如何在控制micro:bit板的同时进行LED灯的控制呢？

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：micro:bit板、Micro:Mate（micro:bit扩展板介绍详见4.3.2）、LED灯模块、OBLOQ物联网模块（模块介绍详见4.3.3）。

* 因为micro:bit板在SIoT需要通过物联网采集数据，但是micro:bit板不具备物联网通讯功能，因此需要借助OBLOQ物联网模块；micro:bit板子本身无法外接其它电子模块，因此需要连接Micro:Mate实现可外接的效果。

STEP1-5与3.1.1相同

STEP6 OBLOQ模块与micro:bit连线图

OBLOQ模块：TX、RX、GND和VIN引脚分别连接到D8、D12、GND和VCC引脚。

LED模块：D16引脚(对应mind+中P16)。

可通过修改程序来自定义相关引脚。

STEP7 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“micro:bit板”：

3、点击“扩展”，在通信模块下选“OBLOQ物联网模块”：

STEP8 编写程序

LED灯模块：通过网页端发送“a”、“b”和“c”到Topic_0，点亮LED、关闭LED以及LED灯进行闪烁。

STEP9 功能实现

micro:bit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micro:bit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”，在弹出窗口中发送消息“a”，可以看到LED灯模块中的LED被点亮。

2、发送消息“b”，可以看到LED灯模块中的LED被关闭。

3、同理，发送消息“c”，可以看到LED灯模块中的LED闪烁。

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、micro:bit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 Micro:Mate（micro:bit扩展板）

Micro:Mate是一款为micro:bit设计的微型多功能IO传感器扩展板，其彩色3Pin接口支持DFRobot百款Gravity系列电子模块，可直插传感器或电子元件，省去了繁琐的鳄鱼夹接插步骤，为micro:bit添加新的玩法和扩展可能性。

扩展板体积小巧，完成后仅增加micro:bit板5mm的厚度，最大限度地集成了micro:bit的常用功能，板载3.5mm耳机插口，支持3路模拟输入和3路数字输入输出，支持3V与5V两种驱动电压，使micro:bit兼容5V数字输入输出元件。扩展板USB口可为大功率设备提供外接供电，保证舵机、电机等设备能够正常运行。

Micro:Mate引脚说明：