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基于Arduino和IoT云平臺(tái)搭建物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)

2017-06-05 15:32:14 來源：91.com移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)第一平臺(tái) 熱度:
在這篇文章中，我們將介紹如何搭建一款監(jiān)測(cè)土壤水分的物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)，用于在土壤干燥時(shí)發(fā)出警報(bào)，提醒用戶。本項(xiàng)目使用了IoT云平臺(tái)來管理警報(bào)系統(tǒng)，同時(shí)存儲(chǔ)來自傳感器的數(shù)據(jù)。眾所周知，物聯(lián)網(wǎng)是當(dāng)今熱門話題之一，它將改變我們的未來及生活方式。如今我們可以自己動(dòng)手搭建物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)，因?yàn)槭袌?chǎng)上已有一些原型板，這使得我們不用花費(fèi)太多金錢及精力就可以著手物聯(lián)網(wǎng)項(xiàng)目。
 
搭建 IoT系統(tǒng)項(xiàng)目
 
構(gòu)建這個(gè)項(xiàng)目，我們需要：
 
1. Arduino MKR1000；
 
2.濕度傳感器；
 
3. IoT 云平臺(tái)Carriots的免費(fèi)賬戶（點(diǎn)擊創(chuàng)建賬戶）；
 
4. IFFT賬戶（點(diǎn)擊，了解更多）。
 
該項(xiàng)目的核心理念是搭建一個(gè)監(jiān)測(cè)土壤水分的 IoT系統(tǒng)，勘測(cè)土壤的濕度。Arduino MKR1000控制傳感器向 Carriots IoT平臺(tái)發(fā)送數(shù)據(jù)。Carriots平臺(tái)反過來存儲(chǔ)來自傳感器的數(shù)據(jù)，并檢測(cè)存儲(chǔ)的值何時(shí)達(dá)到閾值。下文我們會(huì)分享如何分析數(shù)據(jù)。現(xiàn)在可以假設(shè) Carriots IoT平臺(tái)能夠以某種方式調(diào)用一個(gè) IFFT服務(wù)，并向用戶發(fā)送一個(gè)提醒的短消息。構(gòu)建該 IoT系統(tǒng)，我們可以探索如何使用 IoT生態(tài)系統(tǒng)的組件。此外，該項(xiàng)目使用 LED矩陣顯示濕度土壤狀態(tài)。接下來，我們看看具體怎么搭建。
 
檢測(cè)傳感器數(shù)據(jù)
 
第一步，我們必須讀取傳感器數(shù)據(jù)。該 IoT項(xiàng)目使用了 YL-38 + YL-69傳感器，這個(gè)是可以插入要檢查的土壤中的模擬傳感器。那么如何將傳感器連接到 Arduino，如下所示：
 
代碼很簡(jiǎn)單。我們從A1引腳讀取數(shù)據(jù)，然后計(jì)算濕度：
 
此外，還需將 Arduino MKR1000連接到互聯(lián)網(wǎng)，以便它可以發(fā)送數(shù)據(jù)：
 
 
connectToWifi包含：
 
 
這樣，如以上代碼所述，我們可以管理顯示濕度的 LED矩陣。接下來就聚焦于物聯(lián)網(wǎng)云平臺(tái)上。
 
連接到IoT云平臺(tái)
 
在將數(shù)據(jù)發(fā)送到云端之前，我們必須配置 Carriots平臺(tái)才能管理數(shù)據(jù)。 Carriots使用了分層結(jié)構(gòu)來對(duì)設(shè)備進(jìn)行分組和管理。因此，在使用設(shè)備之前，必須創(chuàng)建此結(jié)構(gòu)。用戶一旦登錄，先點(diǎn)擊“Hierarchy”，再點(diǎn)擊“ Project”，填寫所需的數(shù)據(jù)，如下圖：
 
 
下一步創(chuàng)建服務(wù)，填寫所需的數(shù)據(jù)：
 
 
 
以上的步驟只需做一次。最后一步是配置設(shè)備。它表示我們用來發(fā)送數(shù)據(jù)的物理設(shè)備。該設(shè)備屬于在最后一步創(chuàng)建的組，組屬于服務(wù)，服務(wù)屬于項(xiàng)目。配置步驟非常簡(jiǎn)單，如下圖所示：
 
 
至此，配置步驟已完成。我們需將 Arduino設(shè)備連接到 Carriots并開始發(fā)送數(shù)據(jù)。上圖中，Id.developer這個(gè)參數(shù)很重要，它代表了將來自 Arduino設(shè)備的數(shù)據(jù)綁定到 Carriots設(shè)備的唯一標(biāo)識(shí)符。另一個(gè)重要參數(shù)是 API密鑰。你可以在設(shè)置>API密鑰菜單中找到它。為了發(fā)送數(shù)據(jù)，我們將這個(gè)函數(shù)添加到上面的代碼中：
 
 
注意該函數(shù)發(fā)送一個(gè)包含從傳感器讀取的數(shù)據(jù)的 JSON有效載荷。必須在 loop方法中調(diào)用此函數(shù)。運(yùn)行這個(gè)程序，我們可以發(fā)現(xiàn)設(shè)備向 Carriots發(fā)送數(shù)據(jù)，如下所示：
 
 
監(jiān)控物聯(lián)網(wǎng)傳感器數(shù)據(jù)
 
接下來是監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)。通常在物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)中，我們不僅希望從傳感器獲取數(shù)據(jù)，而且當(dāng)這些值超出特定值時(shí)，我們希望監(jiān)視這些信息以采取完善措施。本項(xiàng)目中，當(dāng)土壤太過干燥時(shí)，我們要告知用戶。雖然 Carriots擁有內(nèi)置的電子郵件系統(tǒng)，但我們更傾向于與 Carriots集成的另一個(gè)有用的平臺(tái)，即 IFFT。該平臺(tái)提供了多種集成服務(wù)。
 
為了提醒用戶，我們需要兩個(gè)組件：
 
1.監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)系統(tǒng)；
 
2.警報(bào)系統(tǒng)。
 
作為監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)系統(tǒng)，本 IoT系統(tǒng)項(xiàng)目使用 Carriots監(jiān)聽器。監(jiān)聽是分析輸入值及應(yīng)用特定規(guī)則的一個(gè)過程。當(dāng)規(guī)則被驗(yàn)證時(shí)，它就會(huì)調(diào)用一個(gè)腳本。對(duì)于 Carriots的有趣方面是，我們可以使用 Groovy作為腳本語言來調(diào)用外部服務(wù)。
 
警報(bào)系統(tǒng)建立在 IFFT上。在完成 Carriots的任務(wù)之前，配置 IFFT非常有必要。如上所述，當(dāng)濕度達(dá)到閾值時(shí)，我們想要發(fā)送一條短消息提醒用戶。為了實(shí)現(xiàn)這個(gè)功能，需要在 IFFT中配置一個(gè)短消息服務(wù)。在此之前，我們需要一個(gè)免費(fèi)的帳戶。那么首先我們創(chuàng)建一個(gè)新的 Applet：
 
 
選擇“Maker webhooks”來啟用 IoT Maker。接下來配置 maker服務(wù)，并填入觸發(fā)發(fā)送消息進(jìn)程的事件名稱：
 
 
最后，啟動(dòng)發(fā)送消息服務(wù)，配置所有必需的參數(shù)，如目標(biāo)號(hào)碼和消息體：
 
 
現(xiàn)在，我們來看一下 Carriots平臺(tái)的監(jiān)聽器。首先創(chuàng)建一個(gè)新的監(jiān)聽器，調(diào)用與之前剛創(chuàng)建的 Applet相關(guān)的 URL。當(dāng)監(jiān)聽器調(diào)用 URL時(shí)，IFFT發(fā)送一條短消息。配置監(jiān)聽器流程如下圖所示：
 
 
最后一步是配置表達(dá)式。我們可以使用 Groovy寫這個(gè)案例。
 
綜上，我們可以驗(yàn)證當(dāng)土壤水分低于閾值水平時(shí)，手機(jī)上是否會(huì)收到一條短信。
 
總結(jié)
 
通過本文，相信大家已經(jīng)學(xué)會(huì)了如何使用傳感器、Arduino和 IoT 云平臺(tái)構(gòu)建 IoT系統(tǒng)。也正如本文所述，我們可以集成現(xiàn)有的平臺(tái)和服務(wù)來構(gòu)建一款 IoT系統(tǒng)。

責(zé)任編輯：王良地

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