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农业物联网 幸运飞艇系统开发案例

发布时间:2019-08-17

  :Microchip Xplained主板具有板载Wi-Fi,能够直接与云中的Web供职举办交互。该库蕴涵与Wi-Fi芯片组交互所需的全豹代码。

  static int heartbeat_period = 60000

  :这兴办了与Medium One的MQTT毗邻,从而应许咱们的代码通过纯粹的函数移用与Web供职举办交互。

  结论无论您是履历雄厚的花匠照样刚入手,这个项目都可认为您供给创造理思和有用处境的形式,以种植植物举办消费或移植。传感器和物联网性能能够助助您监控并依照须要举办更改,以助助任何人得到绿色拇指。

  BME280温度传感器通过I2C举办通讯。它陈述一个浮点数,其气量单元为摄氏度。操纵以下公式将该值转换为华氏度:

  软件文献Microchip Xplained电道板可操纵Atmel Studio 7举办编程。除了器件供应商供给的预构修库外,该项目还须要其他四个文献。第一个是正在Microchip Xplained电道板上运转的固件文献。咱们还将创修一个头文献(.h)文献来存储比方暗码和运用步骤编程接口(API)按键,这是一件事应避免正在GitHub上全盘全邦共享任何敏锐数据®。终末,须要两个库文献以应许Xplained板与CO2传感器举办交互。全豹四个文献都将驻留正在GitHub软件文献夹中。幸运飞艇

  不日获悉,景色部分连系天津市当代都邑型农业创办,借助“互联网+农业”和音讯化的手腕,饱动村落景色音讯供职...

  图2:植物壮健监测项宗旨示妄图捕捉供给了一个易于分析的全豹需要毗邻的概述。

  此中ADC是微限度器毗邻到MG-811 CO2传感器的ADC引脚读取的值。

  请提神Medium One主动天生的极少紧急音讯,以便正在固件中操纵。的确来说,咱们将此音讯存储正在secretstuff.h头文献中。闭头音讯网罗:

  Medium One MQTT供职器URL:/li

  MG-811 CO2传感器传感器的输出是0到5VDC的模仿信号。丈量单元是CO的浓度2百万分之几(ppm)外现。以下公式用于将模​​拟电压值转换为以ppm为单元的CO2浓度:

  农业物联网通过严密化坐褥降低当代农业的产量,同时低落农业坐褥本钱,减削能源,农业物联网能够杀青汗青数据...

  英邦卫星通信公司Inmarsat近期酌量浮现,农业科技是接下来5年内对物联网(IoT)最感兴致的家当,将会睹到农业科技公司...

  该公式假设微限度用具有5V任务电压和10位ADC。倘使您使器材有分别任务电压和/或ADC分别率的取代微限度器,则不妨须要调理这些数字。倘使推算出的电压小于0.4V,则传感器尚未充溢预热,此时不应发作读数。一朝电压升至0.4V以上,以下公式可用于推算最终的CO2浓度:

  用户暗码:这是由每个用户正在为项目兴办帐户时创修的。出于安宁由来,它不会显示正在任何地方,所以请务必记住此暗码!

  MQTT ID:MQTT ID是Medium One天生的字母数字字符串。请务必提神,登录ID与MQTT ID分别。登录ID是最终用户创修的,人类可读的字符串(比方,“janedoe”)。咱们须要的固件音讯是MQTT ID而不是登录ID。斟酌到每个项目能够有众个孝敬者,这很紧急。

  STEMMA泥土湿度传感器通过I2C举办通讯。传感器丈量两个探头和陈述之间的电容差别,并依照泥土的水分含量具有300至500的整数值。

  这是为与CO2传感器交互而编写的自界说头文献。头文献是声明函数和变量的地点。#include预惩罚步骤指令用于正在主sketch.cpp文献中蕴涵此库。

  :这些库供给与温度/湿度传感器交互所一定的援手性能。这些库可正在此处下载。

  此任务的项目特定代码存储正在此文献中。它基于Medium One供给的示例,用于演示嵌入式装备怎样与物联网(IoT)平台后端举办交互。

  该偏移量是正在用于pH传感器校准经过确定的变量。请提神,此传感器必需每两小时从头校准一次。正在DFRobot站点上查找相闭校准经过的更众音讯。

  该公式假设微限度用具有5V任务电压和10位ADC。倘使您使器材有分别任务电压和/或ADC分别率的取代微限度器,则不妨须要调理这些数字。然后推算pH值:

  :发送到Medium One仪外板的心跳信号之间的时分量(以微秒为单元)。

  传感器本领和闭系嵌入式电子本领的提高大大低落了本钱。现正在,尽管是只具有一点“自身发轫”精神的兼职温室花匠,也能够有权长途监控他/她的花圃。该项目将为装备安排一个云云的安排。目的是使险些全豹具有根本电子和软件手艺的人都不妨构修这种监控体例。

  我上七年级的儿子Brendan根本上都谙习了我为之营生的任务 ——助助公司把物联网产物推向墟市,他晓得物联网本领的...

  图3:Atmel Studio 7看待固件编辑,项目特定需求以及调试等加强性能极端有效。

  络续安排这是终末一个安排理念:因为这里的很众身分对植物壮健有很大影响而且不妨须要人工干扰,所以发起对舛错要求标记举办编码并操纵原始遥测数据传输这些标记。此安排增添将须要一个双字节数据包来编码全豹不妨的舛错要求,这将斟酌每个传感器以及是否存正在高或低要求,如下所示:

  :尽管传感器发作打击,也可确保微限度器与Medium One沙箱仪外板之间的通讯毗邻的计时器。

  无论炽热厉寒,照样雨雪风霜。正在办公室或家里,轻轻点击鼠标,就能让掌管蔬菜大棚内的温度、湿度、二氧化碳、...

  :此性能从pH传感器吁请pH值。返回一个浮点数(从0.0到14.0)。

  我邦农业繁荣面对着资源高进入和粗放式筹办的抵触,危急须要杀青坐褥经过中的及时监测,降低严密化治理秤谌,...

  创修图外一朝数据流入Medium One仪外板,就能够操纵数据创修图外和其他可视化,以便急速,了如指掌地举办数据分解,以确保全豹参数都正在预期的公差局限内(图5)。

  温度极高和极低的温度会对植物的壮健发生晦气影响。高温可导致光合功用和呼吸经过的不均衡,这可导致植物停滞。相反,低温会导致植物细胞冻结,从而欺压植物获取养分。

  笼络邦预测,到2050年全邦人丁将到达近100亿,高于目前栖身正在环球的近80亿人。倘使这些预测创建,咱们的星球将很速每天再喂食2,000,000,000个口。得到养分雄厚且价值合理的食物,如生果,蔬菜和坚果,看待壮健的人丁免于饥饿至闭紧急。值得幸运的是,人类有几千年的园艺履历,能够从中吸取履历教训。

  :这是将连接运转的性能的重心。提神确保主轮回具有起码的代码,而且该性能被通报给专用性能,每本性能负担使该项目任务所需的各个义务。

  :第一个运转的性能将初始化所需的很众硬件和软件组件,如串行通讯,Wi-Fi毗邻,传感器接口以及与GPIO的交互

  校准不是一次性的前期运动。很众传感器都受到称为传感器漂移的景象的影响。跟着时分的推移,操作处境或操作要求不妨入手影响电道和输出信号,乃至于相似的输入将随时分发生分别的输出。倘使不加以限度,漂移将变得越来越糟。所以,至闭紧急的是要记住某些装备,比方工业,农业和园艺运用中操纵的装备,不妨具稀有十年丈量的预期操纵寿命。确保遵守修制商划定的体例和时分外举办校准看待安宁牢靠的体例操作至闭紧急。

  Adafruit_Sensor.h and Adafruit_BME280.h

  当农业境遇物联网,一场新的科技革命正默默地变革着倚赖履历播种的古板农耕体例。比方,坐正在家里,能遥控几百里外...

  :此轮回为Medium One供职器供给心跳。心跳是一个连接反复的数据包,它使供职器晓得咱们的装备仍处于运动状况,尽管没稀有据能够通过也不妨举办通讯。这看待仅正在实际全邦中发作事宜时传输数据的运用步骤极端有效。

  不要正在Xplained微限度器板和WiFi 3点击板之间无误毗邻TX / RX引脚(通过双向逻辑转换器板)。一块板的TX引脚应毗邻到另一块板上的RX引脚。

  :此性能将Microchip Xplained电道板毗邻到Medium One MQTT供职器。

  SEN0249泥土pH传感器传感器的输出是0到5VDC的模仿信号。pH是无单元量度,局限从0到14.推算pH值的公式为:

  )为物联网拓荒职员供给了一个平台,他们的物联网装备能够通过这个平台与众个物联网装备举办通讯和编译数据集。他们供给了一个闭于他们供职初学的优良教程:点击此处领略相闭Medium One的更众音讯。

  “园艺是界说的。。。动作采用非常本领和形式造就植物的科学,网罗用于得当调理泥土种植或种植块茎的形式。园艺范围网罗种植,植物生息,植物育种,作物坐褥,植物心理学以及生物化学和基因工程,“由释了一篇题为”农业和园艺之间的差别“的作品。换句话说,周末士兵园艺师能够从事园艺的艺术和科学。

  装上一个小小的传感器,大棚里的蔬菜就会讲话了,湿度低了,温度高了,缺氮、磷、钾了;无论你身正在那边,点击...

  API密钥:这是一个主动天生的字母数字字符串,用于应许咱们登录并操纵Medium One的API供职。

  惩罚公然可用的项目时,永远存正在揭发敏锐数据(如暗码或API密钥)的危急。咱们能够改为创修一个未揭橥的头文献来存储这些音讯,而不是将这些音讯直接硬编码到固件中而且必需记住正在每次“git commit”之前变革代码。请提神,咱们正在GitHub存储库中供给了头文献的示例。该示例名为mysecretstuff.h。正在实验编译推算机上的代码之前,请务必将文献重定名为secretstuff.h。

  通过操纵部件号349-M1IOTPROTO购置价值低廉的一年许可证,正在创修一个帐户。

  农业部揭橥的《天下农业可连接繁荣计议(2015-2030)》中提到,到2020年,农业科技提高孝敬率到达60%以上,厉重农作...

  :跟踪自上一次传感器遥测数据包发送到Medium One仪外板以后的时分长度的计时器。

  藏书楼预惩罚器指令#include应许咱们将库增添到咱们的项目中。这鼓动了代码重用;除非你有极端的确的需求,不然不须要从头出现轮子。该项目操纵以下库:

  BME280湿度传感器通过I2C举办通讯。它陈述一个浮点数,此中蕴涵相对湿度百分比的气量单元。

  :该库供给与STEMMA泥土湿度传感器交互的性能。这个库能够正在这里找到。

  软件正在本节中,咱们将周到先容项宗旨软件方面。这将网罗Microchip Xplained电道板所一定的固件和援手文献,以及Web浏览器中Medium One沙箱的创立。请务必下载最新版本的Atmel Studio 7(图3)。

  创办电子产物拼装这个项目极端纯粹(图1)。小面包板很有效,由于有两个装备须要拜访IC串行通讯总线。拓荒板的好处是它们带有所需的上拉电阻,能够使IC总线任务。不过,倘使您修制集成这些器件的定制印刷电道板(PCB),请记住串行数据线(SDA)和串行时钟线(SCL)线C自界说的更众提示,请查看Mouser的芯片到芯片:操纵I2C Bench Talk博客的提示。

  水分含量泥土中的水量必需仍旧正在理思植物孕育的最佳秤谌。太众的水会导致根部失败,从而拦阻植物从泥土中提取氧气。太少的水分和营养不行正在植物中轮回。

  正在这些标记中的任何一个中安排“1”将指示“舛错状况”检测。比方,0×0810将指示高pH警报和低湿度警报。

  :此库应许操纵Medium One音书部队遥测传输(MQTT)通讯API。它通过淘汰咱们与一系列函数移用的交互来惩罚操纵赞同的很众芜乱细节。

  物联网(Internet of Things, IoT)于近20年内饱起而且郁勃繁荣,各家当纷纷导入其观点而且运用,农业也参加此中,但因为...

  装上一个小小的传感器,大棚里的金线莲就会讲话了:湿度低了,温度高了,缺氮、磷、钾了;无论你身正在那边,点...

  物料该项目安排操纵MicrochipXplained板系列,它是急速原型安排的理思选取,尚有一套传感器,能够让体例监控上一节中概述的五个处境身分。这些传感器网罗:

  正在其基于Web的用户界面的右上角创修一个新项目。然后,正在激活新项目后:

  农业IT新创企业Vegetalia与日本电信业者NTT DoCoMo联袂,推出农业用无线传感器装备,并调抑价格至1万日圆(约90美元),尝...

  湿度高相对湿度秤谌制止植物蒸发水动作其蒸腾经过的一局限。它还能够制止植物从泥土中吸取营养。倘使应许这些要求络续,植物不妨失败或遭遇细菌或霉菌感受。

  pH值倘使你从化学课上印象起来,pH标度是一种讲明物质酸度或碱度的形式。看待诸如柠檬汁的酸,标度局限从0.0到看待诸如碱液的碱,局限从14.0。pH值为7.0被以为是中性的。固然理思的pH值秤谌因植物而异,但泥土的最佳pH值正在5.5到7.0之间。

  本领繁荣没有鸿沟,并正在各个方面增加根底。 物联网 正在家庭安宁,工业(工业物联网)和智能都邑等范围依然获得了运用。 但物联网的本领繁荣不只于此,正在农业范围也有运用,也即是农业...

  检验舛错将Xplained电道板毗邻到推算机并启动串行终端。您应当看到每隔几秒钟从屏幕崇高下的各式传感器的遥测。倘使没有,请检验是否有任何舛错音书。极少常睹舛错网罗:

  :此标头文献蕴涵敏锐音讯,如Wi-Fi暗码和Medium One暗码和API密钥。请提神,此头文献由引号括起,而不是其他头文献操纵的和。这是由于secretstuff.h头文献驻留正在咱们项目特定的固件文献夹中,而不是全豹项目都能够操纵的头文献库中。此文献地点使此头文献只可由项宗旨固件拜访。

  CO2秤谌全豹类型的植物都吸取二氧化碳(CO2)动作光合功用经过的一局限,以便从水和CO2合成食品。反过来,氧气动作副产品被开释出来。至于其他身分,过众或过少的CO2能够对植物的孕育和壮健的晦气影响。动作参考,250至350ppm被以为是室外界限处境中的寻常浓度。氛围贯通优秀的室内处境应当浓度为350至1,000ppm。

  :这将应许咱们创修一个Web客户端(传输限度赞同[TCP] / Internet赞同[IP]层),该客户端又能够操纵MQTT赞同与Medium One IoT Web供职(运用步骤层)举办交互。

  跟着我邦科技的提高,农业物联网正正在变革着古板的坐褥体例和发售体例,同时也将会给农夫带来重大收益。...

  PubSubClient client(server, port, callback, wifiClient)

  本指南将要点先容怎样制止咱们正在创立Microchip Xplained电道板时通过其MQTT API与Medium One举办通讯时遭遇的题目。咱们的项目将诈骗Medium One的MQTT赞同。MQTT是基于揭橥 - 订阅(揭橥/订阅)的音书通报赞同。它位于TCP / IP赞同之上。与Representational State Transfer(RESTful)API相反,MQTT须要召集式音书代庖。所以,端点装备不行直接互相通讯。这有利有弊。RESTful API依赖于客户端永远启动通讯,而MQTT应许供职器推送数据,这要归功于pub / sub架构。RESTful装备能够直接互相通讯。MQTT依赖于召集式音书代庖(比方,云中的供职器)。

  :h库应许正在任何两个通用输入/输出(GPIO)引脚(RX和TX)上操纵基于软件的串行通讯通道。固然没有硬件串口那么速,但它确实应许孤独的串行通道举办调试并与Wi-Fi芯片组举办交互。

  :这创修了一个软件界说的串行端口,此中微限度器2引脚用作RX引脚,微限度器3引脚用作TX。

  :h库供给与I2C硬件交互所一定的根蒂代码。BME280温度/湿度传感器和泥土湿度传感器通过I2C串行通讯赞同举办。特定于组件的库将基于此库构修,以便为其各自的部件供给性能。

  图像文献道理图和3D打印机文献的任何可视图像或屏幕截图都将驻留正在此文献夹中,供那些无权拜访或须要查看原始源文献的人操纵。

  图4:正在Medium One沙箱中,提神进入核心仪外板的数据。能够从左侧导航栏拜访暗码和API密钥。

  static闭头字确存在储正在变量中的值仍旧稳固(除非代码特殊更改),尽管函数移用超过局限也是这样。当稍后再次移用该函数时,先前正在静态变量中存在的值仍将存正在,而不是声明和启动变量,就形似它是第一次移用该函数相同。

  项目ID:此字母数字字符串是分拨给此特定项宗旨独一标识符。倘使咱们有众个项目托管正在他们的Web供职中,它应许Medium One晓得指引Microchip Xplained板处境数据的项目。

  不向双向逻辑转换器板的低压(LV)侧供给3V电压。不向双向逻辑转换器板的高压(HV)侧供给5V电压。

  将const闭头字放正在变量类型前面可确保正在履行时候不会更改值。实质上,创修一个常量而不是变量。const与#define的好处正在于,因为变量是操纵类型声明的,所以编译器确保正在全盘代码顶用命变量类型。

  :微限度器的任务电压,这是模数转换推算的根本验证。该电压不妨须要操纵3.3V任务电压微限度器举办调理。

  领略处境和泥土质料无论是专业的园艺师照样业余花匠,领略处境质料和泥土质料都是做出明智计划所一定的,这些计划会影响植物性食物的质料,养分价钱和产量。必需监控的极少闭头变量网罗:

  创立治理用户:这是能够找到登录ID和用户的MQTT ID的地点。回思一下,它是固件所需的MQTT ID,而不是登录ID。

  另一个极端紧急的一点是须要校准传感器。只管修制商有最好的妄图,不过没有两个从安装线上下来的传感器十足相似:所以须要校准经过。一种常用形式采用电位计,当注入特定输入信号时,该电位计可将输出信号调理到划定的电压或电流。平日,电位计影响运算放大器的负反应回道,这看待传感器装备是模范的。

  :此性能惩罚轮询BME280处境传感器的温度和压力数据,并将其传输到Medium One沙箱仪外板。

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