帶警報(bào)系統(tǒng)的室溫探測(cè)器開源分享

描述

介紹

我們大多數(shù)人經(jīng)常瀏覽谷歌以獲取他們所在地區(qū)的最新溫度。同樣，大多數(shù)制藥公司都希望按需了解其生產(chǎn)設(shè)施中的溫度。并且這樣的系統(tǒng)需要實(shí)時(shí)報(bào)告。

想想制藥公司需要在30-35攝氏度下進(jìn)行生產(chǎn)的情況，任何變化都會(huì)對(duì)產(chǎn)品造成損壞。現(xiàn)在，生產(chǎn)設(shè)施的經(jīng)理有兩種選擇。

• 要么定期連續(xù)讀取溫度讀數(shù)，要么在波動(dòng)時(shí)停止操作。這根本不可行。
• 另一種解決方案是部署物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備，該設(shè)備將持續(xù)監(jiān)控讀數(shù)，并在讀數(shù)波動(dòng)時(shí)向生產(chǎn)設(shè)施的經(jīng)理或員工報(bào)告。

第二種方案不僅值得信賴，而且節(jié)省了人工。每當(dāng)出現(xiàn)波動(dòng)時(shí)，設(shè)備可以通過短信、社交平臺(tái)向員工報(bào)告，這將為工廠避免巨大的損失。

螺栓物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)

Bolt IoT 平臺(tái)讓您無論身在何處都能安全可靠地控制您的設(shè)備并從 IoT 設(shè)備收集數(shù)據(jù)。只需單擊幾下即可部署機(jī)器學(xué)習(xí)算法以檢測(cè)異常并預(yù)測(cè)傳感器值，從而獲得可行的見解。

第 1 步：硬件連接

使用公對(duì)母線將 LM35 的 3 個(gè)引腳連接到 Bolt Wifi 模塊，如下所示：

• LM35 的 VCC 引腳連接到 Bolt Wifi 模塊的 5V。
• LM35 的輸出引腳連接到 Bolt Wifi 模塊的 A0（模擬輸入引腳）。
• LM35 的 GND 引腳連接到 Gnd。

LM35與跳線的連接

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第 2 步：軟件設(shè)置

• 為此，請(qǐng)安裝 Python 3.8
• 在此安裝 pip（Python 包管理器）之后，使用：

python get-pip.py

• 現(xiàn)在從 pip 安裝 BoltIot 包：

pip install boltiot

第 3 步：將設(shè)備連接到 BoltIOT 云

• 打開cloud.boltiot.com并使用您的 ID 和密碼登錄。
• 接下來，我們需要前往 Device Tab 并復(fù)制 device-id

BOLT云平臺(tái)物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備部分

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• 接下來，轉(zhuǎn)到 API 選項(xiàng)卡并復(fù)制 API 代碼：

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第 4 步：在 Telegram 上創(chuàng)建頻道

創(chuàng)建頻道的步驟

• 轉(zhuǎn)到 Telegram 應(yīng)用程序的主屏幕。
• 從左側(cè)滑動(dòng)以顯示菜單。
• 點(diǎn)擊“新頻道”。

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• 它會(huì)要求您輸入頻道的名稱和說明。給出合適的名稱和描述。添加照片是可選的。

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• 在下一個(gè)屏幕中，將頻道設(shè)置為公共。
• 在同一屏幕上，它會(huì)要求您輸入頻道的永久鏈接。您可以使用小寫字母和數(shù)字 0-9 來創(chuàng)建頻道鏈接。
• 請(qǐng)注意，頻道鏈接名稱是全局的，只有當(dāng)鏈接名稱可用時(shí)，您才能創(chuàng)建頻道鏈接。頻道鏈接名稱類似于電子郵件地址，即一次只能存在一個(gè)唯一的電子郵件 ID。
• 您可以將頻道鏈接名稱保留為 temperature_alert_，后跟您的電子郵件 ID。例如，如果我的電子郵件 ID 是 developer@boltiot.com，我可以將頻道鏈接名稱保留為temperature_alert_developer_boltiot_com （我已經(jīng)刪除了 @ 和。符號(hào)，因?yàn)樗遣辉试S的，并將其替換為下劃線 _）。這只是一個(gè)建議。您可以根據(jù)需要保留頻道鏈接名稱，只要它有效即可。
• 記下此頻道永久鏈接名稱。稍后將需要向此頻道發(fā)送消息。例如，下圖中的通道鏈接名稱為“ temperature_alert”。

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• 恭喜！您已經(jīng)創(chuàng)建了一個(gè)新頻道。您還可以從應(yīng)用主屏幕查看此頻道。
• 您可以單擊頂部的頻道名稱以查看有關(guān)它的更多詳細(xì)信息。

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• 接下來，我們需要?jiǎng)?chuàng)建一個(gè)機(jī)器人并將其添加到頻道，以便它可以在該頻道上為我們發(fā)布警報(bào)。

第 5 步：在 Telegram 上創(chuàng)建機(jī)器人

創(chuàng)建一個(gè)新機(jī)器人

Telegram 允許我們?cè)诿麨椤癇otFather”的機(jī)器人的幫助下創(chuàng)建一個(gè)新機(jī)器人。它是創(chuàng)建和管理其他機(jī)器人的單個(gè)機(jī)器人。

• 在應(yīng)用程序的主屏幕上，單擊右上角的搜索圖標(biāo)并輸入“botfather”。

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• 在搜索結(jié)果中，單擊“BotFather”的正確結(jié)果，如下所示。正確的“BotFather”在其名稱旁邊會(huì)有一個(gè)藍(lán)色的勾號(hào)。這將帶您進(jìn)入與“BotFather”的聊天窗口。

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• 聊天中已經(jīng)有一些項(xiàng)目，并且會(huì)向您顯示開始使用的命令列表。

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• 由于我們需要?jiǎng)?chuàng)建一個(gè)新的 Bot，請(qǐng)繼續(xù)并在窗口中輸入“/newbot”。
• 它會(huì)要求您輸入更多詳細(xì)信息，例如 Bot 名稱和 Bot 用戶名。
• 成功創(chuàng)建機(jī)器人后，您將看到類似于下圖的屏幕，其中包含機(jī)器人令牌。此令牌用于控制您的 Bot 并代表它發(fā)送消息。請(qǐng)保持此令牌的安全，因?yàn)樗鼘⒃试S任何人訪問您的機(jī)器人。

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• 在上面的屏幕截圖中，Bot 令牌是“894346529:AAhuJ2XJQy5dlEtLYF0sc0Z_qu0fSqihSSc”。請(qǐng)將其另存為 telegram_bot_id。telegram_bot_id 保存為“bot”，后跟 bot 令牌。因此，在本例中，telegram_bot_id 將為“bot894346529:AAhuJ2XJQy5dlEtLYF0sc0Z_qu0fSqihSSc”。
• telegram_bot_id 將在 python 代碼中用于發(fā)送消息。Python代碼將在后面的課程中講授。
• 另外，保存 Bot ID 時(shí)請(qǐng)小心。您可能會(huì)對(duì) 0 和 O、I 和 1 等感到困惑，因?yàn)樗鼈兛雌饋砗芟嗨啤?/font>
• 恭喜，您已經(jīng)創(chuàng)建了一個(gè)新的 Bot。現(xiàn)在，我們需要將它添加到我們之前創(chuàng)建的通道中，以便我們可以發(fā)送警報(bào)。

第 6 步：將機(jī)器人添加到頻道

• 在 App 主屏幕中，打開我們之前創(chuàng)建的頻道。
• 在屏幕中，單擊頂部的頻道名稱以打開頻道的信息。

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• 單擊管理員按鈕，以便我們可以將新創(chuàng)建??的機(jī)器人添加到頻道。

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• 使用機(jī)器人的用戶名搜索我們創(chuàng)建的機(jī)器人。找到正確的 Bot 后，單擊它以將其添加到頻道。請(qǐng)確保您在上一步中單擊了管理員按鈕，因?yàn)檫@將允許我們的機(jī)器人發(fā)布到頻道。

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• 您將被要求確認(rèn)機(jī)器人的權(quán)利。按右上角的刻度線以繼續(xù)將機(jī)器人添加到頻道。確保機(jī)器人有權(quán)“發(fā)布消息”。

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• 您現(xiàn)在將在頻道管理員列表中看到新創(chuàng)建的機(jī)器人。

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• 現(xiàn)在我們將編寫一個(gè)代碼，用于通過 Bot 向通道發(fā)送消息。

第七步：工作原理

溫度設(shè)置已連接到 BoltIOT 云，現(xiàn)在我們需要編寫代碼。但在開始之前，讓我們先了解一下這個(gè)項(xiàng)目的結(jié)構(gòu)。

我們的 Python 腳本將在所述時(shí)間間隔內(nèi)持續(xù)監(jiān)控我們的溫度傳感器，并捕獲數(shù)據(jù)饋送。捕獲數(shù)據(jù)后，腳本現(xiàn)在將執(zhí)行 Z 分?jǐn)?shù)分析，以計(jì)算周圍環(huán)境的溫度上限和下限。Z-score 統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)需要很少的數(shù)據(jù)點(diǎn)來開始計(jì)算，比如大約 10 個(gè)點(diǎn)。一旦捕獲到上述點(diǎn)數(shù)，我們就可以應(yīng)用 Z-score 異常統(tǒng)計(jì)來計(jì)算數(shù)據(jù)的上限和下限。或者換句話說，這將為我們提供一段時(shí)間內(nèi)監(jiān)控的平均室溫限制。

Zn = factor * math.sqrt(Variance / frame_size)
High_bound = history_data[frame_size-1]+Zn
Low_bound = history_data[frame_size-1]-Zn

現(xiàn)在，每當(dāng)我們捕獲位于高域和低域之外的數(shù)據(jù)點(diǎn)時(shí)，我們都會(huì)向用戶發(fā)送警報(bào)。換句話說，通過 Z-score，我們可以計(jì)算出準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)上限和下限閾值。

Z分?jǐn)?shù)計(jì)算

Z 分?jǐn)?shù)公式

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截圖：

完成設(shè)置

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在上圖中，我們看到如上圖所示進(jìn)行連接，然后插入 USB 數(shù)據(jù)線并借助移動(dòng)電源、移動(dòng)充電器供電或簡(jiǎn)單地將其連接到筆記本電腦的 USB 端口。

編譯期間的代碼。

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當(dāng)代碼運(yùn)行時(shí)，房間內(nèi)的溫度正在下降，因?yàn)樗窃诳照{(diào)房間里。為了提高溫度，只需揉搓手掌使其溫暖并用手輕輕握住傳感器，然后您會(huì)注意到圖像中提到的讀數(shù)有所不同。隨著溫度的突然變化，傳感器會(huì)檢測(cè)到它并在 Telegram 中向您發(fā)送消息。

電報(bào)中的警報(bào)消息

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它進(jìn)行了 8 次，每當(dāng)溫度變化出現(xiàn)異常或巨大差異時(shí)，我們都會(huì)在 Telegram 中收到 8 條警報(bào)消息。當(dāng)溫度以一定的速度下降時(shí)，它不會(huì)在 Telegram 中向您發(fā)送任何消息。但是，當(dāng)溫度突然升高 2,3 度或更多度時(shí)，它會(huì)立即向您發(fā)送通知。