如何将MKR FOX 1200和I2C传感器变成电池供电气象站

描述

注意：本教程可能已过时，请到此处获取更新版本。

 

该项目展示了如何将MKR FOX 1200和一堆 I2C 传感器变成一个简单的电池供电气象站。

我们将使用：

• 板载温度传感器（低精度，± 1 °C）

• HTU21D I2C 传感器获取湿度水平

• 博世 BMP280 获取大气压力和精确温度

• TSL2561光传感器获取光度

硬件设置

该项目的硬件连接非常简单：所有传感器都使用 I2C 接口并在 3.3V 下运行。

它们需要来自 MKR FOX 1200 的四根线：GND、3.3V、引脚 11 上的 SDA 和引脚 12 上的 SCL。相同的四个连接可以与三个传感器并联共享，因为它们每个都有一个特定的 I2C 地址，因此相关的库和函数将负责区分它们中的每一个。

整个项目可以由两节AA或AAA碱性电池串联产生3V并接线到板上的螺丝接线端子块供电。

Sigfox 消息

由于 Sigfox 网络每天最多可以发送 140 条消息，因此我们将优化读数并以紧凑的二进制格式发送数据。

数据打包很重要，因为您可以发送的消息的最大大小为 12 个字节。一个浮点数占用 4 个字节，所以我们需要将我们的读数打包成一些更小的表示形式。

浮点格式非常宽（您可以表示大到 3.402823e+38 (!) 的数字），我们不需要整个数据空间；然后我们可以决定安全限制（基于我们将要部署站点的位置）并在后端恢复原始表示。

云服务的配置

我们将使用两种云服务：

• Sigfox 后端

• 物语

使用FirstConfiguration 示例提供的 PAC 和 ID 在 Sigfox 后端注册您的开发板（如果您已经为之前的项目做过，可以跳过）。

两者都需要配置为相互交谈并以正确的格式解释数据。在 Thingspeak 上注册并创建几个频道。配置如下图所示。

我们配置的第一个通道将接收原始数据（readChannelID），而第二个将收集重新缩放的数据（writeChannelID）。

是时候使用 Arduino Create Editor 上传草图了。默认草图允许您在现场部署之前广泛测试所有基础架构。

记得声明：

oneshot  = false

当您确信所有后端基础架构设置正确时。草图等待串口，所以我们现在不会启动它。相反，打开SigFox 后端并配置回调：

单击设备类型->列表-> 右键单击​​您的电路板，然后单击编辑。

点击左侧菜单中的回调：

你会看到这样的窗口：

点击窗口右上角的新建按钮：

选择自定义回调：

 

相关配置报告如下。确保回调设置为：

• 类型：DATA/UPLINK

• 渠道：URL

• 方法：GET

作为自定义有效负载，设置：

status::uint:8 temp1::int:16:little-endian temp2::int:16:little-endian press::uint:16:little-endian hum::uint:16:little-endian light::uint:16:little-endian lastMsg::uint:8 

这代表了我们在草图中打包的结构。我们为每个字段分配了一个变量，因此我们可以在 HTTP 回调中引用它们。

作为 URL 模式，设置：

https://api.thingspeak.com/update?api_key=XXXXXXXXXXXX&field1={customData#temp1}&field2={customData#press}&field3={customData#temp2}&field4={customData#hum}&field5={customData#light}&field6={customData#status}&field7={customData#lastMsg} 

配置完成后，您的窗口应如下所示：

请记住将 API 密钥更改为api_keyThingspeak 提供的Write API Key密钥Channel1。

保存并退出。我们现在可以打开串口并观察正在发送的第一条消息。万岁！

从原始到图形

我们配置的设置会将我们的数据路由到 Thingspeak 后端，但它们仍然是原始格式；要重新转换它们，让我们使用带有此代码段的Thingspeak 分析工具

% TODO - Replace the [] with channel ID to read data from: 
readChannelID = []; 
% TODO - Enter the Read API Key between the '' below: 
readAPIKey = 'T6UK7XO6A4H2AGT7';  
% TODO - Replace the [] with channel ID to write data to: 
writeChannelID = []; 
% TODO - Enter the Write API Key between the '' below: 
writeAPIKey = 'XU4TGY261P6B5USN';  
%% Read Data %% 
data = thingSpeakRead(readChannelID, 'ReadKey', readAPIKey,'OutputFormat','table');  
analyzedData = data;  
%% Analyze Data %% 
INT16_t_MAX = 32767; 
UINT16_t_MAX = 65536; 
analyzedData.('Temperature1') = data.('Temperature1') / INT16_t_MAX * 120 ; 
analyzedData.('Temperature2') = data.('Temperature2') / INT16_t_MAX * 120 ; 
analyzedData.('Pressure') = data.('Pressure') / UINT16_t_MAX * 200000 ; 
analyzedData.('Light') = data.('Light') / UINT16_t_MAX * 100000 ; 
analyzedData.('Humidity') = data.('Humidity') / UINT16_t_MAX * 110 ; 
%% Write Data %% 
thingSpeakWrite(writeChannelID, analyzedData, 'WriteKey', writeAPIKey); 
%% Schedule action: React -> every 10 minutes

通过用我们自己的替换通道 ID，我们最终可以将原始数据转换回实际值。请记住使用React每 10 分钟安排一次分析操作，否则将永远不会执行！

 

 

我们终于有了精彩的图表。