如何將MKR FOX 1200和I2C傳感器變成電池供電氣象站

描述

注意：本教程可能已過時，請到此處獲取更新版本。

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該項目展示了如何將MKR FOX 1200和一堆 I2C 傳感器變成一個簡單的電池供電氣象站。

我們將使用：

• 板載溫度傳感器（低精度，± 1 °C）

• HTU21D I2C 傳感器獲取濕度水平

• 博世 BMP280 獲取大氣壓力和精確溫度

• TSL2561光傳感器獲取光度

硬件設置

該項目的硬件連接非常簡單：所有傳感器都使用 I2C 接口并在 3.3V 下運行。

它們需要來自 MKR FOX 1200 的四根線：GND、3.3V、引腳 11 上的 SDA 和引腳 12 上的 SCL。相同的四個連接可以與三個傳感器并聯共享，因為它們每個都有一個特定的 I2C 地址，因此相關的庫和函數將負責區(qū)分它們中的每一個。

整個項目可以由兩節(jié)AA或AAA堿性電池串聯產生3V并接線到板上的螺絲接線端子塊供電。

Sigfox 消息

由于 Sigfox 網絡每天最多可以發(fā)送 140 條消息，因此我們將優(yōu)化讀數并以緊湊的二進制格式發(fā)送數據。

數據打包很重要，因為您可以發(fā)送的消息的最大大小為 12 個字節(jié)。一個浮點數占用 4 個字節(jié)，所以我們需要將我們的讀數打包成一些更小的表示形式。

浮點格式非常寬（您可以表示大到 3.402823e+38 (!) 的數字），我們不需要整個數據空間；然后我們可以決定安全限制（基于我們將要部署站點的位置）并在后端恢復原始表示。

云服務的配置

我們將使用兩種云服務：

• Sigfox 后端

• 物語

使用FirstConfiguration 示例提供的 PAC 和 ID 在 Sigfox 后端注冊您的開發(fā)板（如果您已經為之前的項目做過，可以跳過）。

兩者都需要配置為相互交談并以正確的格式解釋數據。在 Thingspeak 上注冊并創(chuàng)建幾個頻道。配置如下圖所示。

我們配置的第一個通道將接收原始數據（readChannelID），而第二個將收集重新縮放的數據（writeChannelID）。

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是時候使用 Arduino Create Editor 上傳草圖了。默認草圖允許您在現場部署之前廣泛測試所有基礎架構。

記得聲明：

oneshot  = false

當您確信所有后端基礎架構設置正確時。草圖等待串口，所以我們現在不會啟動它。相反，打開SigFox 后端并配置回調：

單擊設備類型->列表-> 右鍵單擊??您的電路板，然后單擊編輯。

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點擊左側菜單中的回調：

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你會看到這樣的窗口：

點擊窗口右上角的新建按鈕：

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選擇自定義回調：

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相關配置報告如下。確?；卣{設置為：

• 類型：DATA/UPLINK

• 渠道：URL

• 方法：GET

作為自定義有效負載，設置：

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 

這代表了我們在草圖中打包的結構。我們?yōu)槊總€字段分配了一個變量，因此我們可以在 HTTP 回調中引用它們。

作為 URL 模式，設置：

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，您的窗口應如下所示：

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SigFox 后端回調（使用您的 API 密鑰！）

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請記住將 API 密鑰更改為api_keyThingspeak 提供的Write API Key密鑰Channel1。

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保存并退出。我們現在可以打開串口并觀察正在發(fā)送的第一條消息。萬歲！

從原始到圖形

我們配置的設置會將我們的數據路由到 Thingspeak 后端，但它們仍然是原始格式；要重新轉換它們，讓我們使用帶有此代碼段的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

通過用我們自己的替換通道 ID，我們最終可以將原始數據轉換回實際值。請記住使用React每 10 分鐘安排一次分析操作，否則將永遠不會執(zhí)行！

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我們終于有了精彩的圖表。

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有人在 11.30 開暖氣嗎？:)

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