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【雕爷学编程】Arduino智慧校园之远程温度监控与串口通信 简单

头像 驴友花雕 2024.02.04 108 0

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Arduino智慧校园中的远程温度监控与串口通信是一个常见的应用。下面我将从专业的视角详细解释其主要特点、应用场景以及需要注意的事项。

 

主要特点：

温度数据采集：Arduino可以通过温度传感器等外部设备采集环境温度数据。传感器将温度转换为模拟或数字信号，Arduino可以读取并进行处理。

串口通信：Arduino通过串口与计算机或其他设备进行通信。通过连接Arduino的USB接口或其他串口接口，可以将温度数据发送给计算机进行处理或上传到远程服务器。

远程监控与控制：通过串口通信，Arduino可以将温度数据传输到计算机上的监控软件，实现远程温度监测。用户可以通过计算机远程查看温度数据，并进行相应的控制操作。

数据处理与显示：Arduino可以对采集到的温度数据进行处理，如进行滤波、校准等。同时，可以通过连接显示设备（如LCD屏幕）将温度数据实时显示出来，方便用户观察。

 

应用场景：

校园实验室：在校园实验室中，使用Arduino进行远程温度监控可以及时掌握实验室的温度情况，确保实验的稳定性和安全性。教师和学生可以通过计算机远程查看温度数据，及时采取措施进行调整。

教室和办公室：在教室和办公室中，使用Arduino进行远程温度监控可以提供舒适的学习和工作环境。通过计算机远程监测温度，可以及时调整空调或采取其他措施进行温度调节。

宿舍楼和公共区域：在校园宿舍楼和公共区域，使用Arduino进行远程温度监控可以提供舒适和安全的生活环境。通过计算机远程监测温度，可以及时发现异常情况并采取相应的措施。

 

需要注意的事项：

串口通信配置：在使用Arduino进行串口通信之前，需要配置相应的串口参数，如波特率、数据位数、校验位等。确保Arduino和计算机或其他设备之间的串口通信正常进行。

数据传输的稳定性：在进行远程温度监控时，需要确保数据传输的稳定性和可靠性。选择合适的串口连接线，避免干扰和信号丢失。同时，针对数据传输中的错误或丢失情况，可以采用重传机制或数据校验等方式进行处理。

安全性考虑：在进行远程温度监控时，需要考虑数据的安全性。可以使用加密算法对数据进行加密，确保数据传输过程中的安全性。另外，需要合理设置访问权限，防止未经授权的访问。

电源供应和电平匹配：在连接Arduino和计算机或其他设备时，需要注意电源供应和电平匹配的问题。确保供电稳定，避免电压不匹配引起的通信问题或损坏设备。

 

总结来说，Arduino智慧校园中的远程温度监控与串口通信是一个基于串口通信的系统，具有温度数据采集、远程温度监控与控制、数据处理与显示等特点。它适用于校园实验室、教室和办公室、宿舍楼和公共区域等场景。在使用过程中，需要注意串口通信配置、数据传输的稳定性、安全性考虑以及电源供应和电平匹配等方面的问题。通过合理的设计和应用，远程温度监控与串口通信的Arduino系统可以提供实时的温度监测和远程控制功能，为智慧校园提供舒适和安全的温度环境。

 

01.jpg

案例1：远程温度监控与串口打印

代码
#include <WiFi.h>
#include <WiFiClient.h>
#include <ESPAsyncWebServer.h>
#include <Wire.h>
#include <Adafruit_MLX90614.h>

const char* ssid = "your_SSID";
const char* password = "your_PASSWORD";

Adafruit_MLX90614 mlx = Adafruit_MLX90614();

void setup() {
  Serial.begin(115200);

  WiFi.begin(ssid, password);
  while (WiFi.status() != WL_CONNECTED) {
    delay(1000);
    Serial.println("Connecting to WiFi...");
  }
  Serial.println("Connected to WiFi");

  mlx.begin();
}

void loop() {
  float temperature = mlx.readObjectTempC();
  Serial.print("Temperature: ");
  Serial.print(temperature);
  Serial.println(" °C");

  delay(5000);
}

要点解读：
该程序使用WiFi模块连接到指定的WiFi网络，并通过串口打印传感器读取的温度数据。
在setup函数中，初始化串口通信和WiFi连接。等待WiFi连接成功。
在loop函数中，使用Adafruit_MLX90614库读取红外温度传感器的温度值，并通过串口打印出来。
延迟5秒后重复读取温度数据并打印。

 

案例2：远程温度监控与通过串口通信发送到PC端

代码
#include <WiFi.h>
#include <WiFiClient.h>
#include <ESPAsyncWebServer.h>
#include <Wire.h>
#include <Adafruit_MLX90614.h>

const char* ssid = "your_SSID";
const char* password = "your_PASSWORD";

Adafruit_MLX90614 mlx = Adafruit_MLX90614();

WiFiServer server(80);
WiFiClient client;

void setup() {
  Serial.begin(115200);

  WiFi.begin(ssid, password);
  while (WiFi.status() != WL_CONNECTED) {
    delay(1000);
    Serial.println("Connecting to WiFi...");
  }
  Serial.println("Connected to WiFi");

  mlx.begin();

  server.begin();
  server.setNoDelay(true);
}

void loop() {
  client = server.available();
  if (client) {
    float temperature = mlx.readObjectTempC();
    String temperatureString = String(temperature);

    client.println("HTTP/1.1 200 OK");
    client.println("Content-Type: text/plain");
    client.println("Connection: close");
    client.println();
    client.println(temperatureString);

    client.stop();
  }

  delay(5000);
}

要点解读：
该程序使用WiFi模块连接到指定的WiFi网络，并通过HTTP协议将温度数据发送到PC端。
在setup函数中，初始化串口通信、WiFi连接和WiFiServer对象。等待WiFi连接成功。
在loop函数中，使用Adafruit_MLX90614库读取红外温度传感器的温度值，并将其作为HTTP响应发送到连接到WiFiServer的客户端（PC端）。
延迟5秒后重复等待新的客户端连接并发送温度数据。

 

案例3：远程温度监控与通过串口通信发送到PC端（使用WebSocket）

代码
#include <WiFi.h>
#include <WebSocketsServer.h>
#include <Wire.h>
#include <Adafruit_MLX90614.h>

const char* ssid = "your_SSID";
const char* password = "your_PASSWORD";
const int webSocketPort = 8080;

Adafruit_MLX90614 mlx = Adafruit_MLX90614();

WiFiServer server(80);
WebSocketsServer webSocket = WebSocketsServer(webSocketPort);

void setup() {
  Serial.begin(115200);

  WiFi.begin(ssid, password);
  while (WiFi.status() != WL_CONNECTED) {
    delay(1000);
    Serial.println("Connecting to WiFi...");
  }
  Serial.println("Connected to WiFi");

  mlx.begin();

  server.begin();
  server.setNoDelay(true);

  webSocket.begin();
  webSocket.onEvent(webSocketEvent);
}

void loop() {
  webSocket.loop();

  float temperature = mlx.readObjectTempC();
  String temperatureString = String(temperature);

  webSocket.broadcastTXT(temperatureString);

  delay(5000);
}

voidwebSocketEvent(uint8_t num, WStype_t type, uint8_t *payload, size_t length) {
  // 处理WebSocket事件（可选）

要点解读：
该程序使用WiFi模块连接到指定的WiFi网络，并使用WebSocket协议将温度数据发送到PC端。
在setup函数中，初始化串口通信、WiFi连接、WiFiServer对象和WebSocketsServer对象。等待WiFi连接成功。
在loop函数中，使用Adafruit_MLX90614库读取红外温度传感器的温度值，并通过WebSocket广播发送到所有连接的客户端（PC端）。
延迟5秒后重复读取温度数据并广播发送。
可以在webSocketEvent函数中处理WebSocket事件，例如接收PC端发送的数据或执行其他操作。

 

1-.jpg

案例4：远程温度监控与串口打印

代码
#include <Wire.h>
#include <Adafruit_MLX90614.h>

Adafruit_MLX90614 mlx = Adafruit_MLX90614();

void setup() {
  Serial.begin(9600);
  mlx.begin();
}

void loop() {
  float temperature = mlx.readObjectTempC();
  Serial.print("Temperature: ");
  Serial.print(temperature);
  Serial.println(" °C");

  delay(1000); // 每秒更新一次温度
}

要点解读：
使用Wire库和Adafruit_MLX90614库来读取红外温度传感器的数据。
在setup()函数中，使用Serial.begin()函数初始化串口通信，并使用mlx.begin()函数初始化红外温度传感器。
在loop()函数中，使用mlx.readObjectTempC()函数读取温度数据。
使用Serial.print()和Serial.println()函数将温度数据打印到串口。
使用delay()函数控制温度更新的间隔。

 

案例5：远程温度监控与串口通信（使用WiFi）

代码
#include <Wire.h>
#include <Adafruit_MLX90614.h>
#include <ESP8266WiFi.h>

const char* ssid = "YourWiFiSSID";
const char* password = "YourWiFiPassword";

Adafruit_MLX90614 mlx = Adafruit_MLX90614();

void setup() {
  Serial.begin(9600);
  mlx.begin();

  WiFi.begin(ssid, password);
  while (WiFi.status() != WL_CONNECTED) {
    delay(1000);
    Serial.println("Connecting to WiFi...");
  }
  Serial.println("Connected to WiFi");
}

void loop() {
  float temperature = mlx.readObjectTempC();
  Serial.print("Temperature: ");
  Serial.print(temperature);
  Serial.println(" °C");

  delay(1000); // 每秒更新一次温度
}

要点解读：
在案例一的基础上，添加了WiFi连接功能。
在setup()函数中，使用WiFi.begin()函数连接到WiFi，并使用WiFi.status()函数检查连接状态。
在loop()函数中，使用WiFi.status()函数检查WiFi连接状态。
使用delay()函数控制温度更新的间隔。

 

案例6：远程温度监控与串口通信（使用WiFi和WebSocket）

代码
#include <Wire.h>
#include <Adafruit_MLX90614.h>
#include <WiFi.h>
#include <WebSocketsClient.h>

const char* ssid = "YourWiFiSSID";
const char* password = "YourWiFiPassword";
const char* serverUrl = "ws://yourwebsocketserver.com";

Adafruit_MLX90614 mlx = Adafruit_MLX90614();
WebSocketsClient webSocket;

void webSocketEvent(WStype_t type, uint8_t * payload, size_t length) {
  switch (type) {
    case WStype_DISCONNECTED:
      Serial.println("Disconnected from WebSocket server");
      break;
    case WStype_CONNECTED:
      Serial.println("Connected to WebSocket server");
      break;
    case WStype_TEXT:
      Serial.print("Received message: ");
      Serial.println((char*)payload);
      break;
  }
}

void setup() {
  Serial.begin(9600);
  mlx.begin();

  WiFi.begin(ssid, password);
  while (WiFi.status() != WL_CONNECTED) {
    delay(1000);
    Serial.println("Connecting to WiFi...");
  }
  Serial.println("Connected to WiFi");

  webSocket.begin(serverUrl);
  webSocket.onEvent(webSocketEvent);
}

void loop() {
  float temperature = mlx.readObjectTempC();
  Serial.print("Temperature: ");
  Serial.print(temperature);
  Serial.println(" °C");

  if (WiFi.status() == WL_CONNECTED) {
    webSocket.loop();

    if (!webSocket.isConnected()) {
      Serial.println("WebSocket connection failed");
    }

    String message = "Temperature: " + String(temperature) + " °C";
    webSocket.sendTXT(message);

    delay(1000); // 每秒更新一次温度
  }
}

要点解读：
在案例二的基础上，添加了WebSocket通信功能。
引入WebSocketsClient库，用于与WebSocket服务器进行通信。
在webSocketEvent()函数中，根据WebSocket事件的类型进行相应的处理，如连接状态变化和接收到文本消息。
在setup()函数中，使用webSocket.begin()函数初始化WebSocket连接，并使用webSocket.onEvent()函数注册事件处理函数。
在loop()函数中，使用webSocket.loop()函数处理WebSocket连接。
使用webSocket.isConnected()函数检查WebSocket连接状态。
使用webSocket.sendTXT()函数发送温度数据到WebSocket服务器。
使用delay()函数控制温度更新的间隔，并确保在WiFi连接正常时才进行WebSocket通信。

 

这些案例提供了基于Arduino的远程温度监控和串口通信的实际运用程序参考代码。第4个案例展示了基本的温度监控和串口打印功能。第5个案例添加了WiFi连接功能，使Arduino能够通过WiFi连接到网络。第6个案例进一步添加了WebSocket通信功能，允许Arduino将温度数据发送到远程WebSocket服务器，并接收来自服务器的消息。这些案例可根据实际需求进行修改和扩展，以满足特定的智慧校园应用场景。

 

注意，以上案例只是为了拓展思路，仅供参考。它们可能有错误、不适用或者无法编译。您的硬件平台、使用场景和Arduino版本可能影响使用方法的选择。实际编程时，您要根据自己的硬件配置、使用场景和具体需求进行调整，并多次实际测试。您还要正确连接硬件，了解所用传感器和设备的规范和特性。涉及硬件操作的代码，您要在使用前确认引脚和电平等参数的正确性和安全性。

 

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Makelog作者原创文章，未经授权禁止转载。
#Arduino#其他主题#Arduino智慧校园#远程温度监控与串口通信

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爱好中国极地探险，二次徒步穿越雅鲁藏布江大峡谷核心无人区域，成功穿越了中国三大沙漠、四大无人区及三江源等中国境内最困难的地方。攀登三座八千米级雪山，组织驼峰搜寻队二次深入高黎贡山核心无人区搜寻驼峰航线坠机，骑行美国66号公路徒步北极等。完成十余项极地摄影专题，累计拍摄相关照片近十万张，在重庆科技馆举办过《花雕中国极地摄影展》。中国探险协会理事，入选“中国国家旅游首席旅行家”、《中国十大徒步人物》和《中国当代徐霞客》。

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