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【云雀气象仪基础应用教程】第二课:气象数据采集与存储

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气象数据采集与存储


在生活中,气象条件时刻影响着我们的日常活动,与此同时,空气中的污染物对人体的健康、生态环境的稳定性和生物多样性也有着重大的影响。因此,获取并存储空气质量和气象数据以便研究,将有助于我们了解气象和环境的变化。

在本节课上,我们将使用云雀气象仪,连接扩展的空气质量传感器,采集气象和空气质量数据并将其存储下来。

【任务目标】

在云雀气象仪内部连接空气质量传感器,采集空气质量数据,并结合气象数据存储到csv文件中。

【知识目标】

1、掌握使用云雀气象仪连接扩展传感器的方法。

2、掌握使用云雀气象仪采集并导出数据的方法。

【材料清单】

硬件清单

【云雀气象仪基础应用教程】第二课:气象数据采集与存储图1


软件使用:Mind+编程软件x1

其他:5V移动电源/5V适配器 x1

【动手实践】

1.参数设置

STEP1:连接电脑

使用Type-C连接线将云雀气象仪连接到电脑,此时会弹出一个U盘,如下图所示。

【云雀气象仪基础应用教程】第二课:气象数据采集与存储图2


STEP2:配置参数

打开U盘,双击打开“Config.txt”配置文件,进行如下配置。

【云雀气象仪基础应用教程】第二课:气象数据采集与存储图3


其中,“Communication:I2C”表示通信方式为“I2C”。"Sample_Rate:60 S"表示采样率为60,即每60秒采集一次数据。“Record:ON”表示开启数据存储功能。“Delay_Record:10”表示存储功能延时启动时间为10秒。“Light_Switch:OFF”表示RGB指示灯关闭。“Low_Power:ON”表示启动低功耗模式。

STEP3:保存并关闭配置文件,拔出Type-C连接线。

2、硬件连接

STEP1:在云雀内部安装ENS160空气质量传感器

(1)使用十字螺丝刀将底部两颗螺丝取出

【云雀气象仪基础应用教程】第二课:气象数据采集与存储图4


(2)调整位置如下

【云雀气象仪基础应用教程】第二课:气象数据采集与存储图5


(3)取出中间三颗螺丝

【云雀气象仪基础应用教程】第二课:气象数据采集与存储图6


(4)调整位置如下

【云雀气象仪基础应用教程】第二课:气象数据采集与存储图7


(5)将ens160空气质量传感器通过4pin线插入I2C口,并将传感器藏入其中

【云雀气象仪基础应用教程】第二课:气象数据采集与存储图8


【云雀气象仪基础应用教程】第二课:气象数据采集与存储图9


(6)将所有螺丝装回复位

【云雀气象仪基础应用教程】第二课:气象数据采集与存储图10


STEP2:安装风向标

将风向标对准风向转轴的插槽位置,轻轻按压即可完成安装。

【云雀气象仪基础应用教程】第二课:气象数据采集与存储图11


STEP3:安装三脚架


连接三脚架至气象仪底部的1/4英寸螺纹孔。

【云雀气象仪基础应用教程】第二课:气象数据采集与存储图12


3、数据采集

STEP1:供电

将5V移动电源或5V适配器连接到气象仪的Type-C接口,为气象仪供电。

STEP2:风向校准


调整气象仪的角度,使Type-C接口朝向指南针S所指的方向。黄灯熄灭后,将风向标转动一圈以完成风向校准。

STEP3:将气象仪放置在环境中采集数据

4、数据导出

STEP1:连接电脑

数据采集完毕后,先断开气象仪与5V电源的连接。将电脑连接至气象仪的Type-C接口,此时电脑将弹出一个U盘。

STEP2:查看csv文件

打开U盘,找到最新的CSV文件,打开即可查看记录的数据。

【云雀气象仪基础应用教程】第二课:气象数据采集与存储图13


【云雀气象仪基础应用教程】第二课:气象数据采集与存储图14


其中,AQI、TVOC、ECO2都是由ens160空气质量传感器获取到的AQI等级、TVOC浓度、ECO2浓度数据。

Tips:气象仪与电脑连接时,气象仪仅提供数据导出功能,无法进行数据存储。

【知识园地】

1、ENS160空气质量传感器

NS160空气质量传感器专为室内空气质量检测而设计,能直接输出多种IAQ(TVOC、eCO2、AQI)数据。创新的TrueVOC技术结合金属氧化物(MOX)技术使得该传感器有优越准确性、快速响应、抗干扰等特性。

【云雀气象仪基础应用教程】第二课:气象数据采集与存储图15


2、云雀气象仪 低功耗模式说明

  • 当配置项"Low_Power"设置为"Low_Power:ON"时,将启用低功耗模式。
  • 在低功耗模式下,I2C/UART功能将被关闭,无法通过Arduino等控制器获取数据。
  • 在低功耗模式下,如果没有连接扩展仓内的数据传输模块,请确保打开存储功能。
  • 在低功耗模式下,系统会根据"Sample_Rate"中设置的时间间隔定时唤醒以采集数据,如果启用了存储功能,采集到的数据将会存储起来。请注意,"Sample_Rate"的最小值为60秒,如果设置的时间间隔小于60秒,系统会自动强制将其设置为60秒。
  • 在低功耗模式下,当气象仪上电启动后,会先进行一次数据采集操作,然后进入休眠状态。如果启用了存储功能,采集到的数据将会存储后进入休眠。
  • 在低功耗模式下,当风向标被风吹动并产生动作时,系统会被唤醒进行一次数据采集。如果启用了存储功能,采集到的数据将会存储,然后系统继续进入休眠状态。


3、RGB指示灯状态说明

  • 黄灯:系统初始化
  • 红灯:系统异常,原因有:config文件配置异常、内部传感器故障
  • 绿灯:当前通信方式为I2C
  • 蓝灯:当前通信方式为UART
  • 绿灯闪烁:启动了数据存储功能,且此时通信方式为I2C
  • 蓝灯闪烁:启动了数据存储功能,且此时通信方式为UART

【项目拓展】

尝试在另一个I2C引脚中接入PM2.5空气质量传感器或者氧气传感器,检测环境中PM2.5浓度数据或氧气含量。





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