基于行空板K10的物联网可视化应用——探究热水降温规律实验 中等

       在日常生活里，热水逐渐变凉是极为常见的现象。不过，大家可曾深入思考过，热水降温的过程究竟遵循着怎样的规律？今天，我们将借助行空板的物联网可视化应用，一同揭开热水降温的神秘面纱。
      本节课源自《义务教育信息科技教学指南》八年级 “物联网实践与探索” 中的第 25 课 “学习探究新工具”。课程内容主要聚焦于热水温度传感器 DS18B20 的使用方法。同学们将通过行空板 K10 探究热水降温规律系统，探究同种材质在不同状态下，以及不同材质的热水降温规律，并选择一组对照实验作为研究方向。实验过程中，大家将采集相关数据，借助物联网平台 Siot，运用 Mind + 的可视化面板，将数据转化为直观的图表。通过这些图表，我们便能更清晰、直观地得出实验结论。

任务目标:智能终端采集数据，并传输到 SIoT 平台

知识目标:
1、 学习搭建物联网系统
2、了解物联网数据可视化平台

硬件清单：

软件使用：
Mind+编程软件
1.软件压缩包下载：
 * 网页下载：https://download3.dfrobot.com.cn ... 0_test_20241012.zip
 * 百度网盘下载：https://pan.baidu.com 提取码: 17d6
 * 夸克网盘下载
2.将压缩包解压，注意解压过程中关闭杀毒软件，解压后文件夹路径不含中文，解压后文件夹路径不宜过长
3.打开解压后的文件夹，找到 Mind+.exe，双击打开
4.若编译任何代码都报错，建议在解压时将所有后台的杀毒软件退出，将解压出的文件夹放到 C 盘根目录，文件夹的名字改为"win-ia32-unpacked20241012"。文件夹中的 exe 文件，不可直接拖到桌面，要右键-发送到桌面快捷方式。

注意：请下载最新Mind+编程测试软件，否则“防水18B20温度传感器 ”可能没有。

动手实践
接下来一起动手完成今天的课程任务吧。我们将从行空板 K10 温湿度的读取开始，逐步学习如何在行空板 K10 上设计一个测试热水降温系统。
任务一：数据采集传输
利用行空板 K10 和18B20温度传感器采集玻璃杯带盖和不带盖热水的温度数据，并将数据传输到 SIoT平台上。
任务二：物联网数据可视化设计
实现数据可视化，将 SIoT 平台的数据实时更新在Mind+可视化面板上，并对界面进行合理的美化设计，从而得出实验结论。

任务一：数据采集传输
1、 硬件搭建
将防水18B20温度传感器 连接到K10,确认使用USB连接线将行空板K10连接到计算机。

2、 软件准备
确认已打开Mind+，在Python图形化模式下出现预设代码，成功加载行空板。接下来就可以编写项目程序了。

网络连接(详细操作https://mc.dfrobot.com.cn/thread-323104-1-1.html)
 

需要注意，行空板连接的 WIFI 要与我们的电脑 WIFI 保持一致。服务器地址的获取（使用豆包AI：如何获取笔记电脑IP）

     MQTT 连接成功后，我们在电脑浏览器访问 192.168.1.13:8080 网址，在打开的网页中，账号输入 SIoT，密码输入 dfrobot，即可进入 SIoT 物联网平台。

    创建主题并传输数据，进入 SIoT 平台后，我们点击新建主题，新建“温度”，“温度2”。

数据采集传输的模块完整代码如下图：

运行程序之后，在行空板 K10 可以看到相关参数显示在屏幕上，同时，在 SIoT 平台上，可以看到数据在不断的传输。

任务二：物联网数据可视化设计（详细过程参考任务三：https://mc.dfrobot.com.cn/thread-323104-1-1.html）
这一部分我们主要设计数据可视化，将 SIoT 平台的数据实时更新在Mind+可视化面板上，并对界面进行合理的美化设计。需要注意的是可视化面板topic的选择。最终效果如下图所示

使用行空板K10测试不锈钢水杯的不同状态，得出如下图表：

通过两组对照试验得出结论：体积相同，外界温度相同，水杯的直径形同，相同材质水杯不同状态下，加盖水杯降温慢，不加盖水杯降温快；不同材质的玻璃杯和不锈钢水杯，不锈钢水杯降温比玻璃慢。

热水降温的规律是：先快后慢，降到一定温度保持不变。

总结

    1、下载最新的编程测试软件，传感器种类较多。

    2、行空板K10的物联网运行和M10有区别，需要先下载 win 版本的 SIoT_V2 解压，双击 start SloT.bat 即可启动 SIoT，启动之后会弹出小黑窗启动服务器。

    3、MQTT 进行初始化参数设置，IP 地址为我们本地电脑的 IP 地址。

    4、MQTT 连接成功后，在电脑浏览器访问 IP 地址（192.168.1.13:8080 ）网址，在打开的网页中，账号输入 SIoT，密码输入 dfrobot，即可进入 SIoT 物联网平台。初次使用建议手机热点。

    5、Mind+数据可视化面板数据源设置中，服务器地址为MQTT初始化的IP 地址或者127.0.0.1。