基于行空板K10的博物馆环境监测平台

项目情境：夏季的厦门高温潮湿，非常不利于博物馆文物的保存。一般说来，博物馆夏季的温度不能高于24摄氏度，最佳温度为20摄氏度左右，以防止展品的老化和腐烂。湿度不能高于60%，最佳湿度为50%左右，以避免文物的潮湿、霉菌滋生和干燥等问题同时博物馆的人流量也会对环境变化造成影响。请同学们使用行空板k10及其他电子元器件设计一个博物馆环境的监测平台，用于监测夏季厦门博物馆的室内环境及统计客流量。

项目学习目标：

信息意识：

[size=10.5000pt]1. 通过本项目让学生了解万物互联和智能感知对信息社会发展的作用，感受物联网给人们的学习、生活和工作方式带来的改变。

[size=10.5000pt]2. 增强主动学习物联网知识、掌握核心技术的意识，具有自主解决问题的意识，加强虚拟身份识别和数据安全意识，做好安全防护。

数字化学习与创新：

[size=10.5000pt]1. 能够使用多个行空板分别作为智能终端和移动终端搭建博物馆环境监测系统。

[size=10.5000pt]2. 通过物联网实现几块行空板之间的数据传输和远程控制。

计算思维：能够根据需求，设计和搭建简单的物联网系统原型，结合项目活动采集、分析和呈现数据，解决实际问题，发展计算思维。

信息社会责任：

[size=10.5000pt]1. 了解自主可控对国家安全及物联网未来发展的重要意义。

[size=10.5000pt]2. 遵循信息科技领域的伦理道德规范，明确科技活动中应遵循的价值观念、道德责任和行为准则。

项目简介：

在《基于行空板K10的博物馆环境监测平台》中，学生将利用行空板K10作为环境监测智能终端，通过其内置的温度传感器、湿度传感器、光照传感器来监测厦门博物馆的温度、湿度、光线强度，并通过网络将数据发送到SIOT物联网平台；

一块行空板M10作为人脸检测的智能终端，用于博物馆入口处的门禁系统，同时统计入馆人数，并将入馆人数上传SIOT物联网平台；

一块行空板M10作为移动终端，可以用于帮助博物馆工作人员远程查看博物馆内的环境参数、入馆人数，同时可以对智能终端的空调状态、除湿器状态进行远程控制；

最后，学生设计了温湿度、光照数据、入馆人数等数据呈现的可视化大屏，同时可以使用可视化大屏实现对智能终端的空调状态、除湿器状态进行远程控制。

项目的网络连接：为了能够进行数据传输，我们需要应用电脑作为服务器搭建物联网，将所有设备连接到同一个局域网下，这样，我们才可以使用MQTT协议进行消息的订阅与发送。网络连接示意图如下图所示：

使用器材：

环境监测智能终端：行空板K10*1，USB3.0转TYPE-C数据线1根

人脸识别智能终端：摄像头*1，USB喇叭，USB扩展坞，行空板M10*1，USB3.0转TYPE-C数据线1根

移动终端：行空板M10*1，USB3.0转TYPE-C数据线1根

软件应用：

K10使用mind+ V1.8.1 RC1.0

M10使用mind+   V1.8.0   RC3.1

设备连接方法：

项目制作过程概述：

[size=10.5000pt]一．温湿度数据采集与传输

这一部分主要运用行空板K10采集博物馆内的温湿度及光照数据，并上传SIOT物联网平台。

[size=10.5000pt]1. 编程界面设计：

2. 编写程序：

在行空板 K10 中，内置了温湿度传感器、环境光传感器，因此，要读取温室的温度、湿度、光线强度，我们只需要使用板载传感器下的读取温度（摄氏度℃） 、 读取湿度（%RH）和读取环境光强度指令，就可以读取相对应的数据。

此外，智能终端要获取SIOT平台的空调状态、除湿器状态、入馆人数的相关数据以及将板载传感器获取的温湿度数据上传物联网，需要将K10智能终端与wifi连接，确保行空板K10的网络与充当服务器的电脑联入同一个局域网，以及进行MQTT初始参数的设置。

具体代码编写如下：

二．人脸数据的采集与传输

  此智能终端采用行空板M10制作（其实也可以用K10，无奈我手中只有一块）。此外还用到了用户库中的人脸识别第三方库。

人脸识别程序主要分成如下三步进行：采集人脸图片——训练人脸模型——实时识别人脸；

采集人脸图片的工作，我们留在博物馆访客网站预约时进行。具体代码如下：

利用采集到的人脸图片训练人脸模型，具体代码如下：

实时识别人脸时，我们利用训练好的人脸识别模型，识别摄像头中出现的人脸，当识别结果置信度大于一定值时，系统默认该访客进行过预约，语音播报“欢迎进入厦门博物馆。”同时，将入馆人数加增加一位并将入馆人数上传SIOT物联网平台。否则，系统默认该访客未进行过预约，语音播报“对不起，您没有预约，不能进入厦门博物馆。”当入馆人数大于最大容量时，系统播报“今日入馆人数已达上限，请登录博物馆预约系统重新预约。”

具体程序代码如下：

三、环境监测平台移动终端

1.移动终端的界面设计如下所示：

2.移动终端的程序编写：

移动终端由行空板M10制作，主要负责接收显示数据，同时可以通过打开按钮向SIOT发送数据，打开空调制冷，打开除湿器进行除湿。首先要完成的是服务器连接、主题订阅以及判断对应接收信息，更新显示内容。具体代码如下所示。

四、物联网数据可视化大屏设计

    详见下图：

第一次在论坛发帖，请各位多多指教！

程序文件及其它相关资源：

环境监测移动终端.rar

人脸识别智能终端.rar

温湿度监测智能终端.rar