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【SIOT】基于micro:bit测紫外线科学探究
rzegkly 2019-07-11 22:21:28
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简单
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一、缘起

       随着夏季的到来,天气炎热,面对烈日当头,过量的太阳紫外线辐射可导致包括皮肤癌在内的若干健康问题,我们如何防晒? 借助物联网SIOT收集白天的紫外线数值,进而科学的预防紫外线对人们的伤害。 今天分享一个基于micro:bit测紫外线科学探究。 

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二、思路

     利用SIoT建立本地服务器, 采用紫外线传感器收集相关数据,将数据通过中介MOTT Broker发布,在本地电脑上打开:http://127.0.0.1:8080/html,在"项目microbit/uv"分析数据,将数据下载 ,分析不同时刻紫外线数值得大小,更加科学预防紫外线的 伤害。

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三、编写程序

步骤1 步骤1
通过数据线连接bit和计算机,用管理员模式打开Mind+1.5.5,将Mind+切换为“上传模式”下,连接设备,选择串口com19;
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步骤2 步骤2
扩展模块中,添加主控板:micro:bit ;通信模块:OBLOQ物联网模块,显示器模块:WS2812 RGB灯;
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步骤3 步骤3
设置OBLOQ物联网平台数据:WIFI账号密码, 账号:siot 密码:dfrobot ,数据采集的对象:microbit/uv; 服务器:SIOT; 服务器地址:192.168.1.4;
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步骤4 步骤4
思路: 紫外线强度划分为弱、中等、强、很强和极强5个等级。
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 说明:

当接通电源 DFRobot OBLOQ模块,

 等1s后,红色指示灯亮:成功接通电源 ,

等1s后,蓝色指示灯亮:正在自检 ,

等1s后,绿色指示灯亮:正在连接网络, 

等1s后,绿色指示灯亮:网络正常 

如果连接成功,micro:bit显示:心形,扩展板发出提示音,成功发出数据。 

如果紫色指示灯亮,网络不通 ,连接失败。

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步骤5 步骤5
循环读取紫外线 传感器的数值,将数值传送MQTT服务器设备列表microbit/uv,消息监控中显示出来

四、联网测试

 1、运行SIOT 服务器,在本电脑上打开http://127.0.0.1:8080/html,账号:siot 密码:dfrobot 

2、当micro:bit扩展板接通电源,物联网模块 OBLOQ模块绿灯亮,说明正常接入siot网络,bit板的LED发出“心形图案”,蜂鸣器采集数据数据提示音,采集紫外线数据发送服务器,进行分析。

 3、根据紫外线传感器检测到的不同的数值,microbit主板led显示不同的数值,灯带闪亮不同颜色。 

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五、数据分析

 1、横坐标表示紫外线传感器采集时间

 2、 纵坐标表示检测到紫外线传感器uv。 

对测量紫外线采集数据进行分析:

第一阶段:14:39---14:45 ;紫外线强度极强,紫外线超标,指示灯会红色闪烁。

第二阶段:14:46---14:49 ;紫外线强度很强,紫外线超标,指示灯会橙色闪烁。

第三阶段:14:53---3:29 ;紫外线强度强,紫外线超标,指示灯会黄色闪烁。

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由于今天晴转多云的天气,测量紫外线的数据不稳定!

通过测试发现,当紫外线指数小于123以下时,人们可以安全地呆在户外; 

当紫外线指数在125至221之间,人们外出时就该采取些保护措施,

如中午时分尽量找遮荫处; 如果您还在户外,请赶紧找个蔽荫处躲起来,防晒服、防晒霜、遮阳帽和太阳镜,一样都不能少。 

我们应该科学地预防紫外线:不要过长时间地暴露在阳光底下,尤其是在紫外线辐射的最强烈的每天上午10点至下午2点之间(晴天);尽量呆在室内。

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材料清单 材料清单
1x
DFRobot OBLOQ
1x
microbit
1x
micro:bit掌控I/O扩展板
1x
灯带
1x
电池
1x
乐高零件若干
1x
UV紫外线传感器
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六、知识拓展:

1、掌控扩展板 

 掌控扩展板完全兼容掌控板和microbit主板。 

 使用方法: 

 功能介绍: 10路3Pin IO口、两路IIC口、一路UART口; 分别兼容掌控板金手指和microbit金手指; 板载两路电机接口,且不占用额外引脚; 板载PH2.0及microUSB两种供电口,既可以通过usb线供电,也可以通过电池盒或者锂电池,供电电压3.5-5V,板载电源开关,可以打开或关闭供电电源; 板载一个带有开关的高品质蜂鸣器,使用掌控板的时候,不支持扩展板蜂鸣器,请将蜂鸣器关闭,此时可正常使用P0口。; 兼容乐高孔径,可以与乐高积木拼插结合。 

供电方式: 

 主板直接供电: 使用主板USB供电。此时,可以使用扩展板的各种扩展口及蜂鸣器。因主板驱动电流有限,无法使用电机驱动。 

 扩展板USB供电口供电: 使用电脑USB口或充电宝、手机充电头供电。此时,扩展板的所有功能均可使用。

 扩展板外接电池盒:使用PH2.0接口的3节干电池盒或3.7V锂电池供电,输入电压为3.5~5V。此时,扩展板的所有功能均可使用。 

 引脚说明: 

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2、紫外线传感器

UV紫外线传感器是一个测试紫外线总量的最佳传感器,它不需要使用波长滤波器,只对紫外线敏感。 

Arduino UV紫外线传感器,直接输出对应紫外线指数(UV INDEX)的线性电压,输出电压范围大约0~1100mV(对应UV INDEX值为0~11)。

紫外线指数图

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3、 OBLOQ - IoT物联网模块

      OBLOQ是一款基于ESP8266设计的串口转WIFI物联网模块,用以接收和发送物联网信息。

       尺寸紧凑,价格低,接口简单,即插即用,适用于3.3V~5V的控制系统。

      无线模式:IEEE802.11b/g/n ;加密类型:WPA WPA2/WPA2–PSK; 

      无线频率:2.4GHz;内置协议:TCP/IP 协议栈。

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4、紫外线(UV)

        紫外线指波长在可见光紫外端到X射线之间的电磁辐射,波长在100-400纳米(nm)之间。它透过大气层到达地球表面,真正到达地面的大部分是紫外线A(UVA)以及小部分的紫外线B(UVB),何谓紫外线A与紫外线B呢?它是根据波长来分的:波长在315-400nm之间的称之为UVA、波长在280-315nm之间的称之为紫外线B(UVB)、波长在100-280nm之间的称之为UVC。当太阳光穿过大气层,几乎所有的UVC和约90%的UVB都被臭氧、水蒸气、氧气以及二氧化碳所吸收。

Makelog作者原创文章,未经授权禁止转载。
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