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微型气象站

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拿到DF的SHT31测试样品好久了,由于一直在外面出差,手里没有趁手的器材,只是简单写了一个开箱测试,没有好好做对比测试研究。昨天终于拿起来,完成了SHT31和DHT11的对比测试。做一个简单的微型环境气象站,并且通过物联网记录数据变化,并在掌控板上显示实时数值。
微型气象站图1

项目主要内容

通过传感器获取环境的温湿度,通过WIFI网络发送到EasyIOT服务器,电脑和微信上用曲线图展示过去24小时的温度变化。   

所需材料清单

1x 掌控板
2x 掌控扩展板
3x SHT31-F温湿度传感器

硬件介绍及连接
微型气象站图2

SHT31-F温湿度传感器

SHT31-F数字温湿度传感器采用业内知名的瑞士Sensirion公司推出的新一代SHT31-F温湿度传感器芯片。得益于Sensirion的CMOSens®技术,高集成度电容式测湿元件和能隙式测温元件,SHT31-F能够提供极高的可靠性和出色的长期稳定性,具有功耗低、反应快、抗干扰能力强等优点。IIC通讯,兼容3.3V/5V,可以非常容易的集成到智能楼宇、天气站、仓库存储、养殖、孵化等应用场景中。 SHT31-F在SHT3x系列中属于标准版,相比上一代精度更高。传感器在0%RH~100%RH(25℃时)误差仅为±2%RH,传感器在0℃-90℃(典型值)误差仅为±0.2℃。 这款芯片上面还有一层IP67的PTFE膜,可防止传感器开孔接触灰尘,因此允许传感器在恶劣环境条件下使用,如密切接触灰尘可能对传感器的精准性具有影响的地方。由于最小封装和膜的高水气渗透性,相对湿度和温度信号的响应时间与没加膜的传感器所实现的相同。虽然,保护膜可完美防止灰尘的进入,但在一般情况下它不能防止挥发性化学物质的污染。

特性
  • 高精度,内部自动校准,
  • 数字输出 低功耗、响应速度快、抗干扰能力强
  • IP67防尘保护膜 兼容3.3V/5V控制器

应用场景
  • 智能楼宇、家具
  • 天气站
  • 仓库存储 动物、植物养殖
  • 动物孵化箱
  • 植物种子发芽箱

技术规格
  • 工作电压:2.15~5.5V
  • 工作电流:

微型气象站图3

掌控板由创客教育专家委员会推出,是教学用开源硬件主控板,可进行物联网及python编程学习目前“掌控”可以实现STEAM教学、物联网、智能控制类作品、DIY创意作品等多方面的应用。包含如下:

1、教学应用:
  • 支持图形化和代码编程,可供不同阶段学生学习编程;
  • 体积小,空间利用率高,方便收纳、携带、管理及作品制作;
  • 内置多种输入输出,在不外接设备的情况下也能完成多种创意作品;
  • 方便拓展,兼容性强,有丰富的智能电子硬件、结构件等周边资源;
  • 无线群组功能,能实现相互之间的控制,团队协作,共同完成项目;
  • 物联网功能,能够完成现实应用案例,让学生真正做到学以致用。

2、物联网应用:
  • WiFi+蓝牙,物联网节点,掌控未来科技。
  • 双模wifi: 内置无线网卡,可连接wifi网络;
  • 可作为路由器,设为wifi热点;
  • 双模蓝牙: 支持蓝牙4.0,连接蓝牙设备;
  • BLE无线广播,实现群组功能;

3、智能控制类作品应用:
  • 超高性能主控,强大的驱动能力和拓展能力,轻松实现各类智能控制作品。
  • 高性能:ESP32双核芯片,240MHz主频;
  • 超大内存:520KB SRAM运行内存,4MB Flash动态内存;
  • 拓展能力:20路数字通道,5路模拟通道,支持I2C接口、UART接口、SPI接口。

4、DIY创意作品应用:
  • 迷你主板结合内置输入输出设备,快速实现多种DIY创意作品应用。
  • 外观尺寸:约信用卡一半大小,磁吸、魔术贴多种固定方式,配套各种皮肤;
  • 输入设备:三轴加速度计、地磁传感器、温度传感器、湿度传感器、气压传感器、光线传感器、麦克风、物理按键*2(A/B)、触摸按键*6;
  • 输出设备:无源蜂鸣器、RGB灯*3、1.3英寸OLED屏(支持中英文字符显示)。

微型气象站图4

把掌控板插在IO扩展板上,然后把SHT31-F温湿度传感器接在IIC接口,注意线序。

程序编写


上图中,WIFI热点和密码填写自己的。MQTT配置我用到了DF的EasyIOT。里面所有的参数需要根据自己注册后的参数进行填写,直接照抄我的参数是不行的哦,哈哈

具体步骤我下面单独讲一下。


Easy IOT的配置
微型气象站图5
Easy IOT是DF团队开发的一个简单易用的物联网平台,网址https://iot.dfrobot.com.cn

该平台具有以下特点:
  • 配置简单即联即用
  • 支持OBLOQ 串口数据传输
  • 实时监控 数据分析

创建项目步骤如下:

1、创建项目设备:设备一 登录IoT网站,注册账号。

2、进入工作间。新建一个设备,默认名字“设备一”。( 一个账号,默认一共有10000条信息的储存容量。这些容量共所有设备共享。)例如,图中设备上方显示“0/1000”,那么此设备最大可储存1000条信息,已使用0条信息的储存空间。如果此设备收发的信息超过1000条,新信息将不再存入。 每个设备默认每隔1s储存一次消息。 观察到设备唯一识别码Topic以及左侧的用户信息,点击眼睛图标可以将隐藏的Iot_id和Iot_pwd显示出来。

为了稍后编程需要,记下相关账号:

iot_id:
iot_pwd:
topic0:
topic1:
topic2:

3、上传程序

4、查看结果


微型气象站图6微型气象站图7
微型气象站图8

展示结果

配置完成,上传程序,就能通过PC端和或者微信小程序查看上传的值。数据还能通过正序或者倒序查看,还能生成EXCEL表格保存。这里需要注意,数据量保存的量是有限的。我测试的 时候设置的是1秒,数据正常后,可以根据自己的实际情况调整时间。我的程序里是采集温度、湿度、照度三个值,故添加了三个设备。时间设置为半小时采集一次数据,这样可以延长存储量。大家可以根据自己的情况实际调整,灵活运用。
微型气象站图9

下图为PC端的数据界面
微型气象站图10

下图为微信小程序的显示界面

微型气象站图11

wangyirun  初级技匠

发表于 2020-7-25 17:58:57

有个小问题,就是光照数据取自掌控板自带的传感器。放置位置、方向不同,数据也会不同
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DFS1w2cb8o8  中级技师

发表于 2020-7-26 22:32:05

请问图中那个可以连接5个电机的拓展板能发个链接吗
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tiger_zc  中级技师
 楼主|

发表于 2020-8-2 08:50:51

DFS1w2cb8o8 发表于 2020-7-26 22:32
请问图中那个可以连接5个电机的拓展板能发个链接吗

https://www.dfrobot.com.cn/goods-1730.html
这款扩展板本来是为MICROBIT设计的,反插后可以用掌控板,但只有4组电机驱动,还有一组是输入电源。
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tiger_zc  中级技师
 楼主|

发表于 2020-8-2 08:59:17

wangyirun 发表于 2020-7-25 17:58
有个小问题,就是光照数据取自掌控板自带的传感器。放置位置、方向不同,数据也会不同 ...

对的,环境位置肯定会有影响,所以相对固定的位置才有比较意义
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DFS1w2cb8o8  中级技师

发表于 2020-8-2 09:46:51

tiger_zc 发表于 2020-8-2 08:50
https://www.dfrobot.com.cn/goods-1730.html
这款扩展板本来是为MICROBIT设计的,反插后可以用掌控板, ...

哦,谢谢
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tiger_zc  中级技师
 楼主|

发表于 2021-3-31 23:55:36

wangyirun 发表于 2020-7-25 17:58
有个小问题,就是光照数据取自掌控板自带的传感器。放置位置、方向不同,数据也会不同 ...

对的,光照必须要在一个固定方位上,否则值肯定是会有变化的
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