使用Opla IoT套件监控房间状况

描述

我喜欢密切关注我的工作空间的状况。是热还是湿？这对我来说很重要，因为我的舒适度取决于房间的湿度水平。

我可以远程打开和关闭空调，但我需要知道房间的状态。我决定编写一个程序，使用 Arduino Opla IoT 套件提供此信息。当我靠近设备时，设备会显示此信息，当我不靠近时，设备会关闭屏幕。它还会将温度和湿度记录到 Arduino IoT Cloud，我可以远程监控它。按照以下步骤重新创建此项目。

项目计划

我想知道我的学习情况，无论是在家还是在外。当我在房间里时，我想看一眼屏幕。当我不在的时候，我想通过查看手机上的仪表盘来了解情况。还有一件事，我希望书房里的屏幕在没有人的时候熄灭。我有一个 Arduino Opla 物联网套件，其中包含我需要的一切。MKR IoT Carrier 配有温度和湿度传感器以及 OLED 屏幕。我将使用的具体组件是：

• Arduino MKR WiFi 1010
• Arduino MKR 物联网载体
• PIR 运动传感器和 Grove 连接器
• 微型 USB 数据线

组件组装

。作为指南，将载体放入透明外壳中。

• 将托架拧入外壳
• 将 Grove 电缆的一端连接到载体的 A5 端口
• 将 Grove 电缆的另一端连接到 PIR 运动传感器
• 将 MKR 板连接到 Micro-USB 电缆
• 关闭箱子的背面
• 将 Micro-USB 数据线的另一端连接到电脑

云设置

如果您在 Arduino IoT Cloud 上没有帐户，请继续创建一个。

接下来，转到“设备”选项卡并注册您的微控制器。这最多可能需要五分钟，所以请耐心等待。

将 MKR WiFi 1010 连接到 Arduino IoT Cloud

浏览到https://create.arduino.cc/iot/开始。

从创建一个新事物开始。您可以将事物视为项目的等同物。你可以给它任何你喜欢的名字。我的叫做 MKR ENV。

接下来，关联屏幕右侧的设备。这将配置设备，以便您可以将草图上传到它上面。完成后，通过提供您的 WiFi 凭据来配置您的网络。如果您的设备允许您同时配置私有和公共（或来宾）网络，则最好为您的 IoT 设备使用来宾网络。这样，您就可以避免任何安全漏洞。

最后，添加两个云变量。这些是您有兴趣在仪表板上远程跟踪的内容。要添加的两个变量是：

• 温度，float类型，只读，60s周期更新
• 湿度，float 类型，只读，60 秒周期更新

这是其中一个变量的配置屏幕的样子。

完成后，您可以进入“草图”选项卡。

云代码

此时，您已准备好编写更新两个云变量的代码。为此，我引入了一个函数。代码如下。

void updateEnv() {
  temperature = carrier.Env.readTemperature();
  humidity = carrier.Env.readHumidity();
}

我只希望这个函数每分钟运行一次，所以我引入了一个变量来跟踪我上次读取读数的时间，以及一个定义读数间隔的常量。这些如下所示：

unsigned long lastRead = millis();
const int myDelay = 60000;

然后，在 loop() 函数内，我根据需要调用 updateEnv() 函数。这是下面的代码：

void loop() {
  ArduinoCloud.update();
  // Your code here 
  
  if (millis() - lastRead > myDelay) {
    lastRead = millis();
    updateEnv();
    
  }
  
}

这就是将读数发送到 Arduino 物联网云所需的全部内容。接下来，让我们创建一个仪表板。

仪表板

要创建仪表板，您可以单击屏幕顶部的仪表板选项卡，或导航至https://create.arduino.cc/iot/dashboards

接下来，单击“创建”按钮。在下一页上，为您的仪表板命名，然后继续添加小部件。

我喜欢使用 Gauge 和 Percentage 小部件来跟踪温度和压力的当前状态，而我使用图表来跟踪历史状态或趋势。在下图中，您可以看到添加仪表的示例。

您可以为新小部件命名。您需要将它链接到一个变量，这就是您将它链接到温度变量的地方。您还可以为仪表设置最小值和最大值。

下图是从计算机上看到的我的工作仪表板的屏幕截图。我既可以看到当前值，也可以看到历史值。

我还可以使用 Arduino IoT Remote 应用程序从我的手机查看仪表板。

本地代码

下一组代码旨在让我在屏幕上看到温度和湿度。结果如下图所示。

此时，您需要返回 Sketch 编辑器，然后单击“打开完整编辑器”。

屏幕上的图标需要作为代码引入。最简单的方法是将大小合适的图像转换为字符数组。您可以在以下 URL 执行此操作：https ://javl.github.io/image2cpp/

然后您需要添加一个名为 logos.h 的文件，然后将您的字符数组复制到其中。下图说明了此文件的外观。

回到 .ino 文件，我定义了一个函数，用于在屏幕上呈现所有信息。

void displayReadings(String t, float temp, float humid) {
  carrier.display.fillScreen(0x0000);
  carrier.display.setCursor(60, 30);
  carrier.display.setTextSize(3);
  carrier.display.print(t);
  carrier.display.setCursor(25, 60);
  carrier.display.setTextSize(3);
  carrier.display.drawBitmap(25, 70, m_thermostat, 48, 48, 0xDAC9);
  carrier.display.setCursor(75, 80);
  carrier.display.print(temp); 
  carrier.display.print(" C");
  carrier.display.drawBitmap(25, 130, m_humidity, 48, 48, 0x0D14); 
  carrier.display.setCursor(75, 140);
  carrier.display.print(humidity); 
  carrier.display.print(" %");
}

这个函数需要几个参数：当前时间、温度和压力。注意承运人。这是控制 MKR IoT Carrier 的类的实例。我们在草图的顶部声明它。

MKRIoTCarrier carrier;

载体需要初始化。该代码出现在 setup() 函数中。

  //Initialize the MKR IoT Carrier
  delay(1500);
  CARRIER_CASE = false;
  carrier.begin();
  carrier.display.setRotation(0);
  display("Starting ..");

注意 display() 函数。这也在草图中定义。display() 的实现如下：

void display(String text) {
  carrier.display.fillScreen(0x0000);
  carrier.display.setCursor(25, 100);
  carrier.display.setTextSize(3);
  carrier.display.print(text);
}

为了获得当前时间，我选择了一种避免每次都从云端读取的方法。相反，我设置了一个实时时钟的实例，并通过从 Arduino Cloud 获取 Unix 时间来设置一次时间。变量定义如下。

unsigned long epochs;
RTCZero myRtc;

RTC 在以下代码块中初始化。

  //Initialize the clock
  myRtc.begin();
  epochs = ArduinoCloud.getLocalTime();
  initializeClock(epochs, &myRtc);

函数 initializeClock() 使用所需时间更新 RTC 实例。函数实现如下：

void initializeClock(unsigned long epochs, RTCZero* rtc) {
  UnixTime t(0);
  t.getDateTime(epochs);
  uint8_t y = t.year - 2000;
  rtc->setDate(t.day, t.month, y);; 
  rtc->setTime(t.hour, t.minute, t.second);
}

要读取时间，需要以下功能：

String getRTCTime(RTCZero* rtc) {
  String t = zeroPad(rtc->getHours());
  t.concat(":");
  t.concat(zeroPad(rtc->getMinutes()));
  t.concat(":");
  t.concat(zeroPad(rtc->getSeconds()));
  return t;
}

String zeroPad(int n) {
  if (n > 9) {
    return String(n);
  }
  String s = String(0);
  s.concat(n);
  return s;
}

最后，我们可以将所有这些结合起来，根据 PIR 传感器观察到的内容，在屏幕上显示或不显示内容。该草图可在此处获得：https://create.arduino.cc/editor/johnthas/399971c3-9ed7-48de-8cf9-a0955d60c08c/preview