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“大周” 的物联网 DIY-- 家庭温湿度监控(一)

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发表于 2019-3-18 14:51:04 | 显示全部楼层 |阅读模式

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本帖最后由 大周 于 2019-3-18 14:50 编辑

近日发现 python 也能做硬件编程了 --micropython,“大周” 作为一个喜欢折腾的 IT 攻城狮,决定尝试下。于是自制了一个 IOT 传感器小项目,来实时监控家里的温度和湿度。
1. 项目介绍
本项目使用温度 & 湿度传感器采集相关信息(microPython 硬件编程),数据通过互联网(MQTT 协议)上传至中心服务器 (flask 编写 server 端应用),最终通过手机和网页进行实时监控。先来看看最终效果。
手机 APP 客户端展示:

                               
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网页展示:

                               
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2. 基本架构
下图为本系统的架构图。

                               
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传感系统作为 PUBLISH 角色向 MQTT BROKER 推送采集数据,这里我们可以使用现成的代理商服务(如 Cloudmqtt,或者是移动 OneNet),也可以使用 mosquitto 自建 Broker。
API_SERVER 作为 subscribe 角色,从 MQTT BROKER 上订阅相关数据,并最终保存至本地 Mysql 数据库 (在 Mysql 数据库前增加了一个 Redis 模块,作为数据缓存,加快数据的存储和读取)。
最终我们把本地的传感器数据转换成 JSON 结构,提供给 Grafana 进行数据展示。
手机 APPP 端使用了 IoT MQTT Panel,从 MQTT BROKER 上直接订阅相关数据。
下面就硬件,软件这两块对项目进行详细介绍。
3. 硬件篇3.1 硬件概览
(1)主控板为 TPYBOARD V202
我们选择 TPYBoard V202 主要是因为该开发板直接支持 Python 编程,这里我们主要用其来控制温度传感器并进行网络传输,当然我们也可以直接使用 ESP8266 来做 python 的开发,但是需要自己预先向 ESP8266 里烧制 micropython 系统,如何烧制这里就不再展开,以后专门开个帖子谈这个话题。

                               
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(2)DTH11 温湿度传感器
该型号传感器为常见温度传感器,某宝上一搜一大把。我们使用该传感器来获取当前环境的温度和湿度。
该传感器使用非常简单,有的有 3 个引脚,有的有 4 个引脚。我们在使用时,只用三个,分别为 VCC(电源脚,接 5V)、DATA(数据引脚)、GND(接地)。

                               
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(3)杜邦线
主要用于元器件之间的连接。

                               
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(4)Micro USB 线
用于上传程序至 TPYBoard V202,并给主板提供电源

                               
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下表为所有硬件清单
[td]
硬件作用
TPYBOARD V202(esp8266)开发板主控板
DTH11收集温度 & 湿度数据
micro USB 口数据线上传代码 & 电源线
杜邦线硬件连接

3.2 硬件连接
TPYBoard V202 和 DHT11 具体接线如下
这里的 DHT11 传感器是通过主板向其提供 5V 的电源。
[td]
TPYBoardDHT11
+5VVCC
G5DATA
GNDGND


                               
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至此,硬件已经组装完毕,可以使用 Micro USB 线向主板提供外部电源了。
下一篇我们将介绍软件编程部分。


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