#新物联网挑战赛二# 天马创客物联网智慧大屏 中等

继 上一篇文章 之后，又开始捣腾主题二：健康学习空间探究。这里的学习空间即可以指向个人学习空间，也可以指向面向学习者的公共空间。

项目简介

本项目依托 DF 社区的开源硬件，实现对环境中的温湿度、光线、噪音、空气质量等数据的实时监测和可视化展示。项目探究身心健康与学习环境的关系，辅助决策，提供状态预警和场景控制，为学习者打造一个舒适、高效的健康学习空间。
 

开源硬件

感谢 DF 社区精心准备的免费硬件包 🎁，提供了探究健康学习空间的可能！👍👍🌹

项目采用硬件包括：

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、SCI 采集模块、USB 摄像头、行空板和 LED 发光模块。

结构设计

看到有老师使用瓦楞纸的。我采用的是激光切割乐造模块 Laserblock @DF_V1，来完成整体的结构搭建，适配 DF 主要产品线，任意扩展开源硬件模块，可重复使用。

（激光切到一半的时候想起来调焦距）😅

当然，Laserblock @DF_V1 可以用来做很多事情，参考：

Laserblock，为何能让机器人教育走向开源、普惠 👍👍🌹

系统构成

室内局部学习空间的“小气候”受到室外整体环境的影响。因此，有必要借助网络获取和显示汕头的天气状况⛅，知道所在地的整体大环境，辅助决策。

使用 MQTT 通讯、Requests HTTP 的 GET 请求命令。

代码块过长，无法完整截取，主要就是将汕头城市天气数据通过 MQTT 通讯协议上传到 SIoT 服务器的天气主题。

截取其中一个片段，涉及 Python 编程中字典、字符合并和文本转义字符的内容。

定义线程对象，让汕头气象数据每隔30分钟更新一次。

当然可以获取不止一个城市的气象公共数据，参考：

【行空板图形化Python入门教程】第15课：天气助手

身心健康

除了查询硬件的 Wiki 以外，还可以借助 全国标准信息公共服务平台 查询室内热舒适、空气质量相关的标准文件辅助理解。当然，标准文件针对的是多数人一般情况，对于具体的个体来说其环境舒适度是不同的，需要结合当地环境和个人情况做阈值的调整。

影响身心健康的因素有很多，以下将从室内学习空间的温度、湿度、分贝、环境光、空气质量等角度展开探讨。

主要的采集模块和接线方式

SCI 采集模块接入行空板 I2C。

数据采集方法

单点部署和采样，放置书桌之上，接近人静坐时真实体验的空间位置。

数据可视化

可视化面板

看其他老师用迷你面积图挺好看的，学着捣腾起来。

可视化面板空数据会产生白屏问题， SIOT 网页端发送一条数据，然后重新打开面板即可。
图标使用方面：阿里巴巴矢量图标库引用时需要注意版权，这里更推荐 字节的开源图标库。

行空板可视化

数据预警

温度监测

湿度监测

噪音监测

光线监测

光线包括强度和均匀度，这里仅就光线强度对人的影响进行探究。

空气质量监测

空气质量监测主要包括 AQI 空气质量指数、TVOC 总挥发性有机化合物和 ECO2 二氧化碳。

基于 DF 维基给出的参考图给出相应的学习提示。

实时监控在 上一篇文章 的基础上增加人脸检测的功能。本意是在人脸检测基础上统计访客人数，实测下来统计效果一般，后续优化一下或更改其它用途。

添加 OpenCV、base64 拓展，然后初始化。

独立线程运行视频监控和人脸检测程序。

当然有了人脸检测的基础后，可以做很多事情，参考：

Mind+OpenCV —— 用Python模式  十分钟搞定人脸检测

月初，一位华语乐坛女歌手离世的消息传遍全网。

除了外在的“冷暖”（近视、肥胖、脊柱侧弯等身体健康问题）以外，健康同样涉及个体和群体的心理健康。很庆幸，自己所在的创客圈是一个有“温度”的群体，有我敬仰的前辈，也有一群聪明的工程师，沉迷学习，简单生活，擅长捣腾快乐😁🚗

基于此，项目设计了一个简易的留言板。如果是个人学习，可以抒发当下的个人感受，记录一件开心的小事。如果是群体学习，则共建共享，可以发送一句能够产生共鸣的感触较深的话。当然，留言板仅能部分反映个体或群体学习者的心理情绪状态和人际关系（氛围）。更专业的心理需求，请咨询专业的心理健康教师或机构。

通过前文光线强度的监测，相对应调整 LED 的亮灭和亮度。

项目演示

项目小结：

以上就是将近一个月时间的学习成果。

相较上一次的作业有了长足的进步，目标更加明确，系统也更加完善。

从数据采集到数据监控再到数据应用，本项目探究了学习环境中的温湿度、光线、噪音、空气质量等因素与身心健康的关系，除了为学习者高效学习提供了数据支撑、状态预警和场景控制，还从心理健康方面设计了简易的留言板。当然目前的数据应用智能化程度还有待加强。

在学习的过程中，也要感谢热心的老师们的分享💕，使得整个探究的过程不会那么枯燥！

注意事项

造物记对图片大小有限制，上传之前压缩一下。

参考资料：

【主题赛】造物记物联网创新应用专项挑战赛——物联网探索

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