描述

作為我們?cè)?Polytech Sorbonne 學(xué)習(xí)的一部分，這是一個(gè)嵌入式系統(tǒng)項(xiàng)目。我們?cè)O(shè)計(jì)了一個(gè)測(cè)量屋頂植物各種參數(shù)的系統(tǒng)，然后將其應(yīng)用于我們工程學(xué)院農(nóng)業(yè)食品部門太陽(yáng)能電池板效率與植物之間關(guān)系的研究。

我們的設(shè)備放置在太陽(yáng)能電池板上方。項(xiàng)目的功能并不復(fù)雜。它使用傳感器測(cè)量土壤和空氣的溫度和濕度，以及陽(yáng)光的強(qiáng)度和光譜。結(jié)果將在 Ubidot 平臺(tái)上可視化。

我們花了將近三個(gè)月的時(shí)間（每周工作8小時(shí)）來實(shí)現(xiàn)，包括傳感器編程、Sigfox通信模塊編程、PCB板設(shè)計(jì)、電源模塊設(shè)計(jì)、PCB板焊接和測(cè)試、功耗優(yōu)化等階段。

詳細(xì)功能

監(jiān)測(cè)包括管理：

• 空氣/土壤水分
• 空氣/土壤溫度
• 亮度（甚至 RGB 光線）

使用微控制器和傳感器

附加的功能：

1.準(zhǔn)備好你要用的所有材料，檢查針腳并制作一張地圖，你將根據(jù)它連接電線。選擇取決于您想要實(shí)現(xiàn)的功能以及您想要放置傳感器的位置。或者你可以按照我們?cè)O(shè)計(jì)的地圖走。

先決條件

有知識(shí)

• 微控制器編程（C++語(yǔ)言）
• 如何閱讀數(shù)據(jù)表并提取最重要的數(shù)據(jù)
• I2C、UART 協(xié)議

如何使用 Sigfox 發(fā)送數(shù)據(jù)：

• 指令
• 每天可以發(fā)送多少條消息？

項(xiàng)目信息

• 狀態(tài)：已完成
• 難度：中級(jí)（計(jì)算機(jī)科學(xué)的先決條件）
• 預(yù)計(jì)時(shí)間：3個(gè)月（一隊(duì)4人）

要遵循的步驟

1.準(zhǔn)備好你要用的所有材料，檢查針腳并制作一張地圖，你將根據(jù)它連接電線。選擇取決于您想要實(shí)現(xiàn)的功能以及您想要放置傳感器的位置。或者你可以按照我們?cè)O(shè)計(jì)的地圖走。（在附件中找到）

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2.對(duì)開發(fā)板STM32 NUCLEO-L432KC進(jìn)行編程

• 從傳感器中檢索數(shù)據(jù)
• 使用 Sigfox 轉(zhuǎn)換要發(fā)送的數(shù)據(jù)
• 創(chuàng)建一個(gè)類以控制 Sigfox 模型
• 配置開發(fā)板在Sigfox模塊不發(fā)送報(bào)文時(shí)進(jìn)入深度睡眠模式，以降低功耗。

3.數(shù)據(jù)可視化

• 激活您的 Sigfox 帳戶（您可以按照官方文檔中的步驟操作：Sigfox Activate | Sigfox Resources）
• 在您喜歡的平臺(tái)上創(chuàng)建一個(gè)帳戶（我們?cè)谶@一步中使用了 Ubidots）
• 在數(shù)據(jù)庫(kù)中保存數(shù)據(jù)
• 創(chuàng)建儀表板并顯示數(shù)據(jù)
• 如果您有多個(gè) Sigfox 模塊，請(qǐng)創(chuàng)建一個(gè)下拉列表以允許最終用戶過濾要顯示的數(shù)據(jù)

如果您有任何問題，我們在這里有一些關(guān)于如何鏈接 Sigfox 和 Ubidots 的詳細(xì)解釋。

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4. 如果您想創(chuàng)建該項(xiàng)目的 PCB，我們?cè)诟郊刑峁┝耸纠?/font>我們的示例中有兩塊 PCB，一塊用于供電，另一塊用于主要組件。

5.功耗的改善。

除了為STM32 NUCLEO-L432KC增加deepsleep模式外，還可以增加一個(gè)三極管，在傳感器不工作時(shí)切斷所有傳感器的電壓供應(yīng)。我們將三極管的基極引腳連接到 NUCLEO 的引腳 D9，它控制所有傳感器的電壓供應(yīng)。

就我們系統(tǒng)的消耗而言：

測(cè)量和發(fā)送數(shù)據(jù)：70mA

睡眠模式下的傳感器和 Sigfox：10mA

編程

我們的代碼以簡(jiǎn)潔的方式基于語(yǔ)言 C++。

我們使用mbed上共享的傳感器的庫(kù)函數(shù)，使用這些庫(kù)，我們編寫了文件。為了通過 Sigfox 發(fā)送消息，我們還編寫了一個(gè)庫(kù) Sigfox，包括連接、發(fā)送數(shù)據(jù)和休眠的方法。我們的代碼在附件中。

我們使用的庫(kù)可以在 Mbed 中找到。庫(kù) 可以在附件中找到。

#include"DS1820.h"
#include"DHT.h"
#include "TCS34725.h"
#include "WakeUp.h"

#include "Sigfox.h"

文件中的以下函數(shù)用于讀取不同類型的數(shù)據(jù)。您不需要重寫這些函數(shù)，它們也可以在庫(kù)中找到。

u8 readBat(){} //read the battery power
void ReadTempHumiAir(){} //read the temperature and humidity of air then save them in Temp_Air and Humi_Air
void ReadTempSol(){} //read the temperature of the soil then save it in Temp_Sol
void ReadHumiSol(){} //read the Humidity of the soil then save it in Humi_Sol
void ReadRGBC(){} //read RGB of the light and save it in r,g,b
void ReadLumi(){} //read the illumination intensity then save it in Lumierevoid ReadRGBC(){} //read RGB of the light and save it in r,g,b
void ReadRGBC(){} //read RGB of the light and save it in r,g,b

還有一個(gè)名為“Sigfox.h”的文件，其結(jié)構(gòu)非常簡(jiǎn)單。以下塊解釋了類 Sigfox 的工作原理。

Sigfox(PinName, PinName); //The constructor of the class
bool ready();             //Check if the module Sigfox is ready for work
void send(s16 ...);       //Send all the data measured by our sensors to the cloud
void sleep();             //Enable the power save mode
void wake();              //Enable the normal mode

結(jié)果展示

完成所有這些步驟后，現(xiàn)在我們可以通過 Ubidots 平臺(tái)觀察數(shù)據(jù)。https://industrial.ubidots.com/accounts/signout/

這是數(shù)據(jù)的一個(gè)例子。

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反饋

我們繼續(xù)致力于這個(gè)項(xiàng)目，我們希望它能證明對(duì)更廣泛的社區(qū)有用。如果您有任何問題，請(qǐng)隨時(shí)在這里給我們留言。

享受！