行空板K10助力小区可视化服务展示平台- Makelog(造物记)

一、项目背景与意义

随着物联网技术的飞速发展，智能化生活正在逐步普及，深刻改变着人们的日常生活方式。物联网通过将各种设备连接到互联网，实现了设备之间的互联互通，极大地提升了生活便利性和效率。在此背景下，本项目紧密结合《义务教育信息科技课程标准（2022年版）》中八年级“物联网应用探索”单元的教学要求，以“在线数字气象站”为主题，聚焦小区的实际需求，开展深入探究。通过物联网技术，设计并实现一个“小区可视化服务展示平台”系统，选用K10行空板和Mind+平台作为技术支撑，借助物联网SIOT V2可视化面板数据大屏，实现数据的实时采集、传输与展示。通过MQTT协议的设置，学生能够直观地理解物联网技术在居民小区生活中的实际应用，掌握物联网设备之间的通信机制，从而提升学生的信息科技素养和跨学科实践能力。本项目不仅有助于学生将理论知识与实际应用相结合，还能激发学生对物联网技术的兴趣，培养他们的创新思维和解决实际问题的能力。通过亲身体验物联网技术在小区服务中的应用，学生能够更好地理解物联网技术的价值和潜力，为未来的学习和生活打下坚实的基础。

二、项目简介

学生将利用行空板K10设计并实现一个“小区电子展示平台设计”，通过物联网siotV2可视化面板数据大屏实时展示当时温度、湿度、光线值，在拓展提升环节，还可以让同学们加入声强传感器、空气质量传感器、测量空气PM2.5传感器等。本例仅通过行空板k10自带的温度传感器、湿度传感器和光强传感器检测温湿度和光线值，并把数据发送到物联网SIOT平台，管理人员可以调试行空板K10实时监测的数据。在SIOT平台发布公告，以及地震预警信息，也可以通过地震预警按钮将地震信息发送到K10客户端或者其他接入该SIOT平台的用户端。

三、项目制作过程

（一）硬件

行空板K10 购买链接：https://www.dfrobot.com.cn/goods-4014.html

本项目在选择主控时，第一考虑功能齐全，主控需要有部分传感器，可以连接wifi网络，加入mqtt服务等物联要求。第二考虑足够简单，不必复杂的接线。以及区分数字信号或模拟信号。连接I2C口或者其他端口。学生在有限的时间里，将全部的精力投入到物联网的规划和编程里边。

基于以上考虑，我选择行空板K10作为运行该项目的主控，连接该主控更简单，使用官方数据线将行空板K10连接到电脑即可。请确保USB线直接插到电脑的USB口，不要使用延长线或者拓展坞等中间组件，确保USB线具有数据传输功能。

（二）行空板K10简介

行空板K10是一款专为快速体验物联网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。该板集成了2.8英寸LCD彩屏、WiFi蓝牙模块、200万像素摄像头、麦克风、扬声器、RGB指示灯、多种传感器（如温湿度传感器、环境光传感器、加速度传感器等）以及丰富的扩展接口。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。

行空板K10的主要特点包括：

集成摄像头与内置算法：可进行离线图像检测，如人脸、宠物及二维码识别。

离线语音识别与合成：双麦降噪设计确保高识别率，支持自定义命令词，可合成文字、数字等多种信息。

2.8英寸全彩显示屏：数据展示更清晰，为创意提供无限可能。

接口丰富，扩展性强：支持板载接口、金手指接口以及Gravity接口，便于连接各种外部设备。

多种编程方式：支持Mind+图形化编程和MicroPython编程，适合不同层次的学习者。

（三）、软件

使用Mind+图形化编程。Mind+是一款拥有自主知识产权的国产青少年编程软件，集成各种主流主控板及上百种开源硬件，支持人工智能（AI）与物联网（IoT）功能，既可以拖动图形化积木编程，还可以使用Python/C/C++等高级编程语言，是青少年学习编程和探索智能硬件的理想工具。

下载地址：

下载行空板K10公测版Mind+压缩包：

网页下载（20250103版）:点击下载
百度网盘下载（20250103版）: https://pan.baidu.com/s/15ORx5VbobeZjiQvOxar21g?pwd=d2aa 提取码: d2aa
夸克网盘下载（20250103版）: https://pan.quark.cn/s/db00cf6ae510
详细安装介绍请打开行空板K10维基百科：https://wiki.dfrobot.com.cn/_SKU_DFR0992_%E8%A1%8C%E7%A9%BA%E6%9D%BFK10#4.%E8%BD%AF%E4%BB%B6%E5%87%86%E5%A4%87

（四）、项目原理

新课标中，八年级主题为“物联网实践与探索”，物联网的原理架构如下图。

本例中行空板K10搭载的传感器采集数据，上传到物联网平台，即扮演了传感器的角色，又可以从可视化大屏反馈信息，如开灯等，扮演了执行器的角色。角色合二为一，简化了项目。

（五）、项目siot服务器安装及Mind+编程

1.siot服务器安装（MQTT设置）

下载SIoT V2版本 ：

下载链接：

腾讯微云下载（推荐）:
链接: https://share.weiyun.com/6SFhgLQj

百度云盘下载：
链接：https://pan.baidu.com/s/17clVjJXWTZh02FteKy3mcA?pwd=mind
提取码：mind

阿里云盘下载：
https://www.aliyundrive.com/s/tCqwJwGtZzL
提取码: 3h4x

谷歌云盘下载：
链接：点击下载

启动SIoT V2

在电脑上运行SIoT，在Windows上运行时容易出现网络连接问题，不推荐，优点是不依赖其他硬件。下载后win版本的SIoT V2解压，双击start SIoT.bat**即可启动新版SIoT，启动之后会弹出小黑窗启动服务器。注意运行的是start SIoT.bat而不是main.exe。

在浏览器输入10.189.57.57:8080打开网页端口,登录账号为siot,密码为dfrobot，打开后可以新建Topic或查看消息。10.189.57.57为本机IP。

2.绘制可视化大屏平台

通过使用简单的模块，将居民盼望知道的数据展示到大屏平台中，初步绘制图如下所示。

3.项目编程

主程序：

将行空板K10采集的数据上传到服务器中，并在可视化大屏中显示出来。

当夜晚需要采光时，可以通过可视化大屏系统打开照明。

当有地震来临时，管理员可以按可视化大屏的地震预警按钮，在可视化大屏公告栏中和行空板K10可视化平台数据中心会出现有地震预警消息。

同时管理员也可以登录siotv2数据管理平台，到公告主题下发布公告。

四、项目效果

1.项目完成了行空板K10采集温湿度和光照度。

2.行空板K10将温湿度和光照度数据上传并保存到数据库。

3.可视化大屏可以展示本地温湿度和光照度，光照度通过水波图更清晰的展示光照的变化。

4.可视化大屏可以展示管理员发的公告信息。管理员可以从大屏系统控制行空板K10用来采光。

五、项目改进

本项目有以下改进的方面

1.本项目使用传感器较少，不能满足居民对居住环境质量数据采集的需求。可以加入扩展板，加入更多的传感器用来采集数据。

2.本项目并未从居民的角度出发，应该为居民设置告知的设备，如门禁连接的可视化屏幕。将公告和警报接入居民的家中，方便接收数据和警报。

3.本项目可视化大屏系统美化和行空板K10数据中心的美化欠缺，后期可以让学生从这几个方面下功夫，让项目焕然一新。

六、程序代码

代码

/*!
 * MindPlus
 * esp32s3bit
 *
 */
#include <DFRobot_Iot.h>
#include "unihiker_k10.h"
// 函数声明
void     DF_K10JieMian();
void     obloqMqttEventTsiot472903126126(String& message);
uint32_t rgbToColor(uint8_t r, uint8_t g, uint8_t b);
void     obloqMqttEventTsiot472084421578(String& message);
// 静态常量
const String topics[5] = {"siot/噪声强弱等级","siot/湿度","siot/温度","",""};
// 创建对象
DFRobot_Iot  myIot;
UNIHIKER_K10 k10;
AHT20        aht20;
uint8_t      screen_dir=2;


// 主程序开始
void setup() {
	k10.begin();
	k10.initScreen(screen_dir);
	k10.creatCanvas();
	myIot.setCustomMqttCallback(obloqMqttEventTsiot472903126126, "siot/照明");
	myIot.setCustomMqttCallback(obloqMqttEventTsiot472084421578, "siot/公告");
	DF_K10JieMian();
	Serial.begin(9600);
	myIot.wifiConnect("ChinaNet-Q4Yt", "gyqwnfpt");
	while (!myIot.wifiStatus()) {}
	if (myIot.wifiStatus()) {
		myIot.init("192.168.1.26","siot","03196459731381163","dfrobot", topics, 1883);
		myIot.connect();
		while (!myIot.connected()) {}
		if (myIot.connected()) {
			Serial.println("连接Mqtt");
			myIot.subscribeTopic("siot/照明");
			myIot.subscribeTopic("siot/公告");
			while (1) {
				myIot.publish("siot/温度", aht20.getData(AHT20::eAHT20TempC), 1);
				myIot.publish("siot/湿度", aht20.getData(AHT20::eAHT20HumiRH), 1);
				myIot.publish("siot/环境光", k10.readALS(), 1);
				k10.canvas->canvasText((String("温度：") + String(aht20.getData(AHT20::eAHT20TempC))), 3, 0x0000FF);
				k10.canvas->canvasText((String("湿度：") + String(aht20.getData(AHT20::eAHT20HumiRH))), 4, 0x0000FF);
				k10.canvas->canvasText((String("光照度：") + String(k10.readALS())), 5, 0x0000FF);
				k10.canvas->updateCanvas();
				delay(5000);
			}
		}
	}
	else {
		k10.canvas->canvasText("网络不成功", 0, 0, 0x0000FF, k10.canvas->eCNAndENFont24, 50, true);
		k10.canvas->updateCanvas();
	}
}
void loop() {

}

// 自定义函数
void DF_K10JieMian() {
	k10.canvas->canvasClear();
	k10.canvas->canvasText("小区可视化平台数据中心", 1, 0x0000FF);
	k10.canvas->canvasText("传感器数据：", 2, 0x0000FF);
	k10.canvas->canvasText("公告：", 7, 0x0000FF);
}

// 事件回调函数
void obloqMqttEventTsiot472903126126(String& message) {
	if ((message==String("on"))) {
		k10.rgb->write(-1, rgbToColor(round(255), round(255), round(255)));
	}
	if ((message==String("off"))) {
		k10.rgb->write(-1, rgbToColor(round(0), round(0), round(0)));
	}
}
void obloqMqttEventTsiot472084421578(String& message) {
	k10.canvas->canvasText(message, 8, 0x0000FF);
	k10.canvas->updateCanvas();
}

// Static functions
uint32_t rgbToColor(uint8_t r, uint8_t g, uint8_t b)
{
  return (uint32_t)((((uint32_t)r<<16) | ((uint32_t)g<<8)) | (uint32_t)b);
}

附件

SIoT_V2_Win_test_519.zip

行空板K10助力小区可视化服务展示平台 简单

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