解决方案:【精华项目】智能农场信息监测站

　　解决方案:【精华项目】智能农场信息监测站

　　智慧农场信息监测站

　　一

　　项目背景

　　5G元年的列车已经开走，人工智能和大数据的浪潮还在汹涌澎湃。云办公、云问诊成为防疫期间的热搜词。

　　如今，物联网技术走在时代发展的前沿。与传统的硬件设备相比，物联网技术可以使各种硬件设备通过信息传输设备连接到互联网，进而传输信息，实现智能识别。和管理，为人们的日常生活带来方便。

　　如果仅仅模拟农业生产中植物生长环境的实时监测和改善，那么监测到的数据只能显示在走板的屏幕上，必须深入田间，靠近走板才能进行。进行监测不方便。那么有没有什么办法可以让我们足不出户，远程了解实时环境数据呢？

　　这一次，让我们尝试用强大的物联网技术模拟一个智慧农业物联网系统，解决这个问题！

　　二

　　任务目标

　　1.在空间板上显示土壤湿度传感器检测到的湿度和温度值，空气温湿度传感器检测到的湿度和温度值，空间板自带的光敏传感器检测到的光照强度屏幕。

　　2.开启SIoT物联网系统，将数据同步传输到物联网平台进行查看。

　　三

　　材料清单

　　一、硬件清单

　　空对空板x1，Type-C USB数据线x1，土壤湿度传感器，空气湿度传感器，杜邦线。

　　2.软件使用

　　Mind+编程软件。

　　四

　　知识储备

　　1.物联网

　　物联网(Internet of Things, IoT)是指借助互联网、传统电信网络等信息载体，使一切具有独立功能的普通物体实现互联互通的网络。

　　物联网是互联网的延伸。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（手机、电脑、传感器等）。通过物联网，我们可以用一台中央计算机连接各种机器设备进行集中管理，实现物联网。例如，将家中的灯具、风扇、空调等电器接入物联网后，可以通过手机控制它们的开关。

　　2.MQTT

　　什么是 MQTT？

　　计算机要联网，就必须指定通信协议，就像来自不同国家的一群人只有说同一种语言才能相互交流一样。同样，要实现万物互联，也需要一套协议。事实上，物联网系统的构建可以通过很多协议来实现。常用的物联网应用层协议有MQTT、HTTP、XMPP、CoAP等，这里我们使用MQTT，通过它我们可以在物联网上传输消息。

　　MQTT是一种基于客户端-服务器的消息发布/订阅传输协议，服务器是我们要搭建的物联网平台的载体。客户可以是信息发布者或订阅者。每个客户端都可以连接到服务器。

　　例如

　　邮局大家都很熟悉了，我们可以去邮局收发信件。当我们寄信时，我们是邮局的信息发布者，当我们收到信件时，我们就成为订阅者。同时，无论我们是寄件人还是收件人，我们都是客户。邮局，这个收发信件的平台，就是所谓的服务器，为我们提供收发信件的服务。

　　当发布者有新数据要分发时，它会向服务器发送收录

数据的控制消息。服务器然后将信息分发给已订阅该主题的任何客户端。发布者不需要任何有关订阅者数量或位置的数据，订阅者也不必配置有关发布者的任何数据。

　　MQTT传输的消息可以分为几部分？

　　另外，MQTT传输的消息可以分为To​​pic和Payload两部分：

　　1）topic：可以理解为消息的类型。订阅后，订阅者会收到该主题的消息内容（即Payload）；

　　2）Payload：可以理解为消息的内容，指的是订阅者想要接收的具体内容。

　　4.物联网

　　

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　　SIoT是一款为教育定制的跨平台开源MQTT服务器程序。S代表科学和简单。SIoT支持Win10、Win7、Mac、Linux等操作系统。一键启动，无需用户注册或系统设置即可使用。

　　SIoT也旨在帮助中小学生了解物联网原理，开发基于物联网技术的各种创意应用。因为它专注于物联网数据的采集和导出，所以是采集科学数据的最佳选择之一。

　　这里，就板子而言，板子上已经构建了SIoT应用程序，所以在使用时，我们直接在应用程序开关中点击启动服务即可。同时，为了方便其使用，我们开发了名为“SIoT”的Python库，旨在通过编写Python程序连接MQTT服务器，实现消息的传输。

　　在实际使用中，我们可以将SIoT服务作为服务端，连接传感器检测数据作为客户端。

　　而如果在同一块板子上开启了SIoT服务，并连接传感器检测数据，那么它既是客户端又是服务器。

　　整体代码是这样的，下面会一一分析。

　　吴

　　Python代码

　　向上滑动阅读

　　#  -*- coding: UTF-8 -*-<br /># MindPlus# Pythonfrom pinpong.extension.unihiker import *from pinpong.board import Board,Pinfrom pinpong.board import DHT11from unihiker import GUIimport siot<br /><br />siot.init(client_id="",server="10.1.2.3",port=1883,user="siot",password="dfrobot")Board().begin()u_gui=GUI()siot.connect()siot.loop()p_p21_analog=Pin(Pin.P21, Pin.ANALOG)p_p22_analog=Pin(Pin.P22, Pin.ANALOG)siot.getsubscribe(topic="DFRobot/Seifer")dht1 = DHT11(Pin((Pin.P24)))u_gui.draw_text(text="欢迎使用智能环境",x=10,y=0,font_size=20, color="#0000FF")u_gui.draw_text(text="信息监测站",x=50,y=35,font_size=20, color="#0000FF")u_gui.draw_text(text="空气温度:    ",x=15,y=70,font_size=20, color="#0000FF")u_gui.draw_text(text="空气湿度:  ",x=15,y=100,font_size=20, color="#0000FF")u_gui.draw_text(text="土壤湿度:  ",x=15,y=130,font_size=20, color="#0000FF")u_gui.draw_text(text="环境光度:",x=15,y=160,font_size=20, color="#0000FF")u_gui.draw_text(text="制作：钟皓阳",x=15,y=250,font_size=20, color="#0000FF")T=u_gui.draw_digit(text=" ",x=135,y=80,font_size=20, color="#0000FF")R=u_gui.draw_digit(text=" ",x=135,y=110,font_size=20, color="#0000FF")Y=u_gui.draw_digit(text=" ",x=135,y=140,font_size=20, color="#0000FF")X=u_gui.draw_digit(text=" ",x=135,y=170,font_size=20, color="#0000FF")<br />while True:    wendu = dht1.temp_c()    siot.publish(topic="DFRobot/Seifer", data=(str("空气温度： ") + str(wendu)))    T.config(text=wendu)    shidu = dht1.humidity()    siot.publish(topic="DFRobot/Seifer", data=(str("空气湿度： ") + str(shidu)))    R.config(text=shidu)    shidu2 = p_p21_analog.read_analog()    siot.publish(topic="DFRobot/Seifer", data=(str("土壤湿度： ") + str(shidu2)))    Y.config(text=shidu2)    guangdu = p_p22_analog.read_analog()    siot.publish(topic="DFRobot/Seifer", data=(str("光照强度:") + str(guangdu)))    X.config(text=guangdu)

　　土地

　　编程

　　1.程序启动时，先连接MQTT

　　注意：发布到mqtt的时候记得订阅。默认订阅是下面的 DFRobot/Seiter。（默认为以下参数）

　　2.初始化空白板上的硬件和文字

　　注意：这里需要写对象名称，可以用来替换，字体可以自己选择。

　　注意：硬件初始化的时候需要选择pin，不能直接填文字，而是用下面的模块拖进去，pin不一定是这个。

　　三、具体阅读程序

　　注意：在写阅读程序的时候，最好设置一个变量。

　　七

　　物联网连接

　　1.启动SIoT服务

　　按HOME键进入菜单，点击“App Switch”，找到SIoT应用，点击Enable，如下图。

　　2.查看ip并记录

　　按HOME键进入菜单，点击“查看网络信息”，找到SIoT应用点击启用，如下图。

　　注：“10.1.2.3”为开发板通过USB线连接电脑后的固定IP地址。这里记录一下，以备后用。

　　

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　　3、在平台网页查看新闻

　　1）在浏览器地址栏输入10.1.2.3:8080，回车进入星空板网页菜单，在应用开关下找到SIoT服务，点击“打开页面”。

　　2) 输入默认账号“siot”，密码“dfrobot”，点击登录。

　　3) 点击项目下的“查看设备列表”。

　　4）可以看到“Project ID”和“Name”分别对应程序中“IOT_pubTopic”的信息。

　　5) 点击“查看消息”。

　　6）然后我们可以查看该Topic的MQTT消息记录，附带具体的消息内容和发送时间，就是我们检测到的那一刻的土壤湿度，如下图。

　　7) 点击“自动刷新消息”，通过刷新消息，数据将每秒更新一次。

　　4.切壳*敏*感*词*

　　5、外观展示

　　八

　　游板和控制板的优点

　　星空板自带操作系统，搭载SIoT。

　　屏幕是彩色的，可以写的东西更多。

　　屏幕是可触摸的。

　　很多板载硬件。

　　图形化转python更方便。

　　九

　　挑战自己

　　想一想，在农业系统中，还有哪些因素会影响农作物的生长，我们又该如何检测呢？

　　自己研究，结合物联网平台，尝试远程分析其对作物生长的影响！

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