露營(yíng)是一項(xiàng)深受人們喜愛(ài)的戶(hù)外活動(dòng)，它融合了探險(xiǎn)與親近自然的樂(lè)趣。然而，在露營(yíng)時(shí)，人們的體驗(yàn)深受氣象環(huán)境的影響。例如，暴風(fēng)雨的來(lái)臨可能會(huì)對(duì)露營(yíng)活動(dòng)造成不便，甚至危險(xiǎn)。而天氣轉(zhuǎn)晴則可能是繼續(xù)戶(hù)外活動(dòng)的最佳時(shí)機(jī)。因此，及時(shí)了解露營(yíng)地的氣象情況，對(duì)于露營(yíng)者至關(guān)重要。

這篇文章將介紹如何使用開(kāi)源硬件行空板和云雀氣象儀及空氣監(jiān)測(cè)傳感器來(lái)DIY露營(yíng)小助手，為露營(yíng)者提供暴風(fēng)雨和天氣轉(zhuǎn)晴的預(yù)測(cè)與建議。

任務(wù)目標(biāo)

使用云雀氣象儀來(lái)探測(cè)露營(yíng)時(shí)環(huán)境中的氣壓、濕度、溫度數(shù)據(jù)，結(jié)合由此計(jì)算出的露點(diǎn)溫度和露點(diǎn)距離，在暴風(fēng)雨來(lái)臨和天氣轉(zhuǎn)晴前給出預(yù)測(cè)結(jié)果并進(jìn)行提醒。

露點(diǎn)溫度與露點(diǎn)距

露點(diǎn)溫度是空氣中的水蒸氣開(kāi)始凝結(jié)成液態(tài)水的溫度，如果空氣的溫度下降到露點(diǎn)溫度，空氣中的水蒸氣就會(huì)開(kāi)始凝結(jié)，形成露珠、霧或霜。其計(jì)算公式如下：露點(diǎn)溫度Td = 空氣溫度 - （100 - 空氣濕度）/5

露點(diǎn)距是指當(dāng)前的空氣溫度與露點(diǎn)溫度之間的差值。

露點(diǎn)溫度與露點(diǎn)距是天氣預(yù)報(bào)、航空、農(nóng)業(yè)、建筑等領(lǐng)域的一個(gè)重要參數(shù)，可以幫助我們預(yù)測(cè)天氣變化、規(guī)劃飛行路線(xiàn)、管理農(nóng)作物生長(zhǎng)環(huán)境、控制建筑內(nèi)的濕度等。

所需硬件材料

云雀氣象儀能夠測(cè)量風(fēng)速、風(fēng)向、溫度、濕度、氣壓數(shù)據(jù)，可輸出標(biāo)準(zhǔn)物理量數(shù)據(jù)，露營(yíng)者可通過(guò)I2C/UART通信接口實(shí)時(shí)獲取氣象5要素，兼容Arduino、Microbit、行空板等常用的開(kāi)源硬件控制器，同時(shí)，氣象儀內(nèi)置16M存儲(chǔ)空間，可以將采集到的數(shù)據(jù)以CSV格式存儲(chǔ)下來(lái)，并通過(guò)Type-C接口將數(shù)據(jù)導(dǎo)出進(jìn)行分析。在氣象儀內(nèi)部，預(yù)留了兩個(gè)傳感器擴(kuò)展接口，以接入更多傳感器。氣象儀機(jī)身高度16cm，直徑5.5cm，整體體積接近一瓶可樂(lè)罐大小，利于攜帶和收納。

軟件使用：青少年Mind+編程軟件

硬件連接

STEP1：將云雀氣象儀連接到行空板1的IIC口，將語(yǔ)音合成模塊連接到行空板的另一個(gè)IIC接口，如下圖所示。

STEP2：通過(guò)USB連接線(xiàn)將行空板連接到電腦。

軟件編寫(xiě)

STEP1：創(chuàng)建與保存項(xiàng)目文件

STEP2：導(dǎo)入素材圖片

STEP3：加載擴(kuò)展庫(kù)

STEP4：編寫(xiě)程序

運(yùn)行調(diào)試

STEP1：遠(yuǎn)程連接行空板并運(yùn)行程序

STEP2：觀(guān)察效果

觀(guān)察行空板屏幕，可以看到此時(shí)的溫度為27.5℃、濕度48.6%、露點(diǎn)溫度17.2℃、氣壓1017hpa。

此后，云雀每隔5秒檢測(cè)一次，當(dāng)氣象有變化時(shí)，數(shù)據(jù)會(huì)立馬更新顯示在屏幕上。

當(dāng)在3小時(shí)內(nèi)氣壓快速下降3hpa以上同時(shí)濕度上升超過(guò)20%時(shí)，預(yù)示著暴風(fēng)雨即將來(lái)臨，此時(shí)，屏幕上顯示“暴風(fēng)雨即將來(lái)臨，請(qǐng)注意防護(hù)”的文字提示并伴隨著語(yǔ)音提醒。

當(dāng)在3小時(shí)內(nèi)氣壓快速升高3hpa以上同時(shí)露點(diǎn)距增大15℃以上時(shí)，預(yù)示著天氣即將轉(zhuǎn)晴，此時(shí)，屏幕上同樣有著文字提示并伴隨著語(yǔ)音提醒。

通過(guò)使用開(kāi)源硬件行空板和云雀氣象儀及空氣監(jiān)測(cè)傳感器，露營(yíng)者可以自行打造一款智能露營(yíng)小助手，提供即時(shí)的氣象預(yù)測(cè)和建議。這將使露營(yíng)者能夠更好地規(guī)劃和安排他們的戶(hù)外活動(dòng)，避開(kāi)惡劣天氣并抓住天氣轉(zhuǎn)好的良機(jī)，從而提升整體的露營(yíng)體驗(yàn)。

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上海智位機(jī)器人

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審核編輯 黃宇