京师宣实小型在线数字气象站 中等

1.项目背景

        随着科技的发展，人工智能走进我们的生活，与我们息息相关。特别是在2024年第教育部办公厅公布的《教育部办公厅关于加强中小学人工智能教育的通知》里强调了要在2030年前要全面普及人工智能教育，文件还分项解释了具体实施步骤。

        《京师宣实小型在线数字气象站》是义务教育信息科技科技标准（2022年版）里跨学科主题第四学段“在线数字气象站”。

2.器材介绍

2.1 行空板K10

        行空板K10是一款专为快速体验和学习人工智能而设计的开发学习板，100%采用国产芯片，知识产权自主可控，符合信息科技课程中编程学习、物联网及人工智能等教学需求。该板集成LCD彩屏、WiFi蓝牙、摄像头、麦克风、扬声器、RGB指示灯、多种传感器及丰富的扩展接口。凭借高度集成的板载资源，教学过程中无需额外连接其他设备，便可轻松实现传感器控制、物联网应用以及人脸识别、语音识别、语音合成等人工智能项目。

2.2 温度传感器

2.3 湿度传感器

2.4 环境光传感器

3.设计过程

        行空板K10板载温/湿度传感器、环境光传感器，因此不需要额外再外再接线接传感器。

3.1 传感器数据获取

        串口打印获取的传感器数据，调试无误后输出在屏幕。

3.2 MQTT协议

        我们可以先看一下百度百科对于MQTT协议的支持

        因此我们可以利用MQTT协议完成的事情很多，你可以用硬件来局域网内的其他智能硬件，也可以用局域网后台来控制连接订阅MQTT协议的其他设备，可玩性非常高，可以完成的创客作品也丰富多样。蘑菇云为我们推荐了一些经典案例，如“智能家居”、“物联网农业”等等，也非常推荐大家去阅览。

4.具体实施

        我想利用行空板K10实现监测校园的温度、湿度、光感强度等信息，实时显示在屏幕上，同时将数据传输到后台可视化看板，在线监测。

4.1行空板K10布局

        先从最简单的页面布局开始：标题|模块

        在这里也非常推荐将此内容进行封装，定义成函数。

4.2连接局域网和MQTT

        在设计此功能时，最初想法是创建变量，默认是“未获取到”/“未连接”，等到获取到了，再更新变量，变成IP和“MQTT连接成功”。但是在实际操作时，不知道为什么所有的文字堆到一个屏幕后，怎么文字不显示，非常让人恼火，不过后来想到咱们可以转变思路，改成用板载LED灯显示状态不就行了吗？

        默认3颗亮红灯，WIFI连接成功，第2颗LED亮绿灯，MQTT也完成了连接，3颗灯全亮绿灯。这是一个非常不错的方法，也非常大家使用。

4.3数据获取

        将获取到的传感器数据值显示在行空板上。

4.4MQTT创建与订阅

        开启MQTT

        查看服务器IP地址，你现在是将电脑当作服务器，因此将本机的IP在网页中，添加端口号查看8080。在行空板M10中，可以将行空板本身就当作服务器，但是K10是本质是esp32加显示器，所以只能将电脑用过服务器。

        账号和密码siot,dfrobot

        在这里遇到一些问题，为什么MQTT无法进入，我总结了一些方法供各位参考

        (1).本机防火墙是否关闭

        (2).防火墙是否放行了MQTT的BAT批处理文件

        (3).是否安装虚拟机软件，如Vmware、vbox等，使用前请先禁用他们的网卡

4.5创建MQTT主题

        创建后，需要在程序内订阅与数据储存

4.6可视化面板

        创建气象站项目

        选择好MQTT服务器的信息

5.完整积木

6.可视化数据看板

7.行空板数据