步驟1：收集組件

對(duì)于這個(gè)項(xiàng)目，您將需要：

?W6300-EVB-PICO2單片機(jī)

?Sensirion SFA30傳感器

?USBFan

?面包板和跳線

步驟2：硬件設(shè)置

W5100S-EVB-PICO2 -可靠的物聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)

?RP2350雙Cortex-M33 (150MHz) + 520KB SRAM

?16MB閃存+ 16KB網(wǎng)絡(luò)緩沖區(qū)

?4個(gè)并發(fā)套接字，僅支持IPv4

?OTP內(nèi)存的基本安全性

?基本物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的成本效益

W6300-EVB-PICO2 -高級(jí)物聯(lián)網(wǎng)解決方案

?同樣強(qiáng)大的RP2350核心基礎(chǔ)

?64KB網(wǎng)絡(luò)緩沖區(qū)+ 8個(gè)并發(fā)套接字

?支持IPv4/IPv6雙棧

?增強(qiáng)安全性與TrustZone +安全啟動(dòng)

?局域網(wǎng)喚醒和先進(jìn)的電源管理

主要區(qū)別：W6300增加了一倍的插槽容量，增加了IPv6的未來(lái)保障，并增強(qiáng)了安全性-使其成為復(fù)雜的多連接應(yīng)用的理想選擇，而W5100S可以可靠地處理基本的物聯(lián)網(wǎng)任務(wù)。

連接

SFA30傳感器

?Tx→gp0

?Rx→gp1

風(fēng)機(jī)控制電路

?MOSFET觸發(fā)器PWM→GP2(控制信號(hào))

?MOSFET地→Pico板地(共地)

?MOSFET VIN→5V電源

?MOSFET VOUT→風(fēng)扇

以太網(wǎng)

—內(nèi)置RJ45到網(wǎng)絡(luò)路由器

重要提示：在給電路板上電之前，要仔細(xì)檢查所有連接的安全性和準(zhǔn)確性。

步驟3：軟件配置

設(shè)置Adafruit IO

創(chuàng)建提要:

?溫度飼料

?濕度飼料

?甲醛濃縮飼料

設(shè)計(jì)儀表板:

?轉(zhuǎn)到Dashboard部分設(shè)計(jì)控制界面，添加開(kāi)關(guān)和顏色選擇器等組件

代碼實(shí)現(xiàn)

導(dǎo)入所需庫(kù)

?digitalio：用于控制GPIO引腳。

?time：用于代碼的延遲。

?board：訪問(wèn)特定于板的引腳定義。

?busio：處理串行通信(如SPI)。

?adafruit_dht：用于與DHT溫濕度傳感器交互。

?WIZnet Ethernet：如果單板是指定的以太網(wǎng)單板，則導(dǎo)入WIZnet庫(kù)功能。

?MQTT庫(kù)：這些庫(kù)用于使用MQTT協(xié)議與Adafruit IO通信。

管理的秘密

此字典存儲(chǔ)您的Adafruit IO憑據(jù)。您應(yīng)該創(chuàng)建一個(gè)單獨(dú)的secrets.py文件來(lái)保證敏感信息的安全。

網(wǎng)絡(luò)配置

定義網(wǎng)絡(luò)連接的MAC地址、靜態(tài)IP地址、子網(wǎng)掩碼、網(wǎng)關(guān)和DNS服務(wù)器地址。

硬件初始化

?以太網(wǎng)配置：為以太網(wǎng)連接配置引腳并重置WIZnet模塊。

?初始化以太網(wǎng)：WIZnet模塊使用SPI初始化，啟用DHCP以自動(dòng)獲取IP地址。

SFA30傳感器設(shè)置

1. UART的設(shè)置

?UART初始化：這一行使用UART(通用異步收發(fā)器)初始化SFA30傳感器進(jìn)行串行通信。

?引腳定義：板。GP0和主板。GP1分別用于TX和RX通信。

?波特率：設(shè)置為115200，保證數(shù)據(jù)傳輸速度快。

2. 傳感器復(fù)位

?Reset命令：SFA_reset數(shù)組中包含復(fù)位SFA30傳感器的命令。命令格式通常包括起始和結(jié)束字節(jié)(0x7E)以及特定的操作代碼。

?等待時(shí)間：發(fā)送reset命令后，等待10秒，以確保傳感器完成初始化過(guò)程。這對(duì)于可靠的讀數(shù)至關(guān)重要。

3. 配置命令

?配置命令：SFA_config數(shù)組包含傳感器開(kāi)始測(cè)量的設(shè)置。與reset命令類(lèi)似，它包括起始字節(jié)和結(jié)束字節(jié)。

?短等待：在發(fā)送配置命令后實(shí)現(xiàn)0.2秒的短暫等待，以允許傳感器在進(jìn)行測(cè)量之前處理設(shè)置。

數(shù)據(jù)處理功能

Set_reading_values (recv_data)處理來(lái)自傳感器的原始數(shù)據(jù)：

?檢查有效的響應(yīng)幀。

?提取和轉(zhuǎn)換原始值為有意義的測(cè)量(甲醛，濕度，溫度)。

get_reading_value：向傳感器發(fā)送請(qǐng)求數(shù)據(jù)的命令，讀取響應(yīng)，并使用set_reading_values函數(shù)處理它。

風(fēng)機(jī)控制系統(tǒng)

初始化一個(gè)引腳來(lái)控制風(fēng)扇。

?control_fan功能在溫度超過(guò)27℃時(shí)開(kāi)啟風(fēng)扇。

MQTT配置

套接字池：創(chuàng)建用于網(wǎng)絡(luò)通信的套接字池。

?MQTT客戶機(jī)：使用來(lái)自秘密字典的代理詳細(xì)信息和憑據(jù)初始化MQTT客戶機(jī)。

?MQTT回調(diào)：定義處理MQTT事件的函數(shù)：

?connected：確認(rèn)與代理的連接。

?disconnected：斷開(kāi)連接時(shí)通知。

?message：處理傳入消息。

?publish：消息成功發(fā)布時(shí)的日志。

?回調(diào)分配：將前面定義的回調(diào)函數(shù)鏈接到MQTT客戶機(jī)。

主應(yīng)用程序循環(huán)

?處理MQTT任務(wù)。

?從SFA30傳感器讀取數(shù)據(jù)。

?如果獲得有效的讀數(shù)，它應(yīng)用一個(gè)校準(zhǔn)偏移到溫度和控制風(fēng)扇。

?打印傳感器讀數(shù)并將其發(fā)布到Adafruit IO

?在下一次讀取前等待3秒。

步驟4：功能和好處

實(shí)時(shí)監(jiān)控

?環(huán)境參數(shù)的連續(xù)跟蹤

?溫度超過(guò)27℃時(shí)，風(fēng)扇立即啟動(dòng)

?實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)流到Adafruit IO儀表板

安全特性

?自動(dòng)溫度調(diào)節(jié)

?空氣質(zhì)量甲醛水平監(jiān)測(cè)

?傳感器通信的魯棒錯(cuò)誤處理

數(shù)據(jù)可視化

?實(shí)時(shí)測(cè)量當(dāng)前讀數(shù)

?用于趨勢(shì)分析的歷史數(shù)據(jù)圖表

?從任何設(shè)備進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)控

步驟5：申請(qǐng)

該系統(tǒng)適用于：

?家庭環(huán)境監(jiān)測(cè)

?辦公室空氣質(zhì)素評(píng)估

?實(shí)驗(yàn)室安全系統(tǒng)

?暖通空調(diào)系統(tǒng)集成

?智能溫室控制

結(jié)論

該環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)為環(huán)境監(jiān)測(cè)提供了數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)傳輸和自動(dòng)化控制的綜合解決方案。W6300-EVB-PICO2可靠的以太網(wǎng)連接和Adafruit IO強(qiáng)大的云平臺(tái)的結(jié)合創(chuàng)造了一個(gè)強(qiáng)大的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用程序，既具有教育意義又實(shí)用。

該項(xiàng)目展示了重要的物聯(lián)網(wǎng)概念，包括傳感器集成、實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)處理、MQTT通信和自動(dòng)控制系統(tǒng)，使其成為物聯(lián)網(wǎng)愛(ài)好者和開(kāi)發(fā)人員的絕佳學(xué)習(xí)平臺(tái)。

本文編譯自hackster.io