物联网挑战二-教室环境监控系统 简单

现在越来越多自助式自习室，方便考研，考公等人们的需求。有一个安静舒适，充满学习氛围的环境，为提高学习效率有很大的帮助。现在各个城市自助式自习教室应运而生，在这类型教室的运营中，通常是无人值守的。那么如何来保障教室环境的舒适呢？我们需要在教室中安装湿度，温度，空气质量，噪音污染等监测设备来对教室环境实时监控，并且需要通过物联网实时发送到运营者的手机中进行提醒。还可以对一段时间的数据进行存储，以方便后续对阶段性，季节性进行教室环境的优化处理。

基于以上的需求，我们需要有两个部分的开发：手机端和教室监控端。

利用行空板和sci采集模块，对教室内设置的传感器进行实时数据采集。这里我们用到的传感器有：空气温湿度传感器、空气质量传感器、分贝传感器、环境光传感器、氧气传感器。

由于sci采集模块只有3个接口，我们共有5个传感器，所以还需要增加I2C级联扩展器，通过它可以把全部传感器都扩展进来。

在使用中有两个传感器需要进行简单的设置：

1，氧气传感器，要把薄膜撕掉，A0，A1调整为1，0。

2，分贝传感器：需要在sci上手动选择才能识别到。

硬件全部连接好后，接线效果如下图所示：

1，在行空板中绘制出适合的界面样式

我采用了一个自助式自习教室的照片作为背景，每行显示一个传感器的数值

2，扩展sci用户库和pingpong

在mind+编辑器中，pingpong可以直接扩展，而sci库无法直接选择，需要在用户库中自己搜索一下，进行选中。

3，扩展mqtt

为后续的物联网连接做准备

4，设置变量读取并显示各传感器的值

利用变量，循环读取各传感器的值和单位。并将这些信息实时更新显示在行空板上。

5，判断数值是否合理

通过百度查询，了解到关于各类传感器数值最适宜学习的环境设置值。

当超过舒适区间值时，显示数值为红色字体。当符合舒适区间值时，显示数值为绿色字体。

因为需要用到物联网，在此之前需要为行空板连接wifi。

将行空板连接在电脑上后，在浏览器输入：10.1.2.3打开行空板的网络设置界面。

在网络设置中，为行空板连接WiFi。

我们还需要用到EASY Iot物联网端，通过浏览器打开：https://iot.dfrobot.com.cn/

为每个传感器的数值，设置对应的主题。

在行空板上，通过MQTT订阅刚才设置好的各个主题。注意需要先设置MQTT连接，连接的用户名密码和上图EASY IoT的用户名密码相同。

订阅好各个主题后，在获取到实时数值的同时，将各项数值发送到对应的主题中。并在物联网端验证数据是否已经成功推送。

行空板侧的代码就完成了。

手机端需要从物联网侧获取实时信息，同步显示在手机上。这样相隔万里，也可以随时了解教室里的情况了。

通过浏览器打开appinventor的编辑界面：https://app.wxbit.com/

首先设置界面样式，我这里设计的比较简单，一张背景图，外加各参数的显示。

需要加入MQTT组件，并对组件进行设置。用户名密码与easy Iot的一样。

然后点击逻辑设计，在逻辑设计中对手机的效果进行编程。

初始化时，同步实现mqtt客户端的连接，有时候不能一次成功，那么就点击一下连接按钮。

连接成功后订阅我们在物联网上设置的各个主题，当接收到消息时，同步显示到对应的标签中即可。

将apk文件打包后，保存到安卓手机上，安装后运行测试。这是要记得把行空板也运行起来哦。

将行空板和传感器都安置在激光切割的模拟教室中。

阁楼顶部设计了行空板屏幕大小的缺口，刚好可以把行空板嵌入其中，其他传感器全部用纳米胶贴在屋顶。

对作品整体进行测试，并不断调整。

未开灯时的效果：

未开灯的实时数据：（光线亮度很低）

开灯后的教室效果：

开灯后的实时数据：（光线亮度很高）