物联网Python编程实战 课件 4.气象数据采集系统软件设计

Python物联网综合实战气象数据采集系统软件设计江苏电子信息职业学院提纲1.无线通信实现2.温湿度数据采集软件实现3.气压数据采集软件实现4.数据采集存储5.温湿度采集数据可视化显示项目选择STM32F103C8T6最小系统作为核心处理器（MCU），如图所示。DHT11与BMP180传感器分别采集温湿度和气压数据，单片机（STM32）将采集到的数据处理后通过串口发给ESP8266无线模块，无线模块将数据通过WIFI发送至远程终端存入数据库（MySQL），终端将通过实时访问数据库实现数据提取实时显示。模块（ESP8266）STM32GND电源地VCC接3.3v电源URXDPA9（USART1_TX）UTXDPA10（USART1_RX）CH_PD接3.3v电源模块（温湿度）STM32GND电源地VCC接5v电源DATAPB8模块（压力传感器）STM32GND电源地VCC接3.3v电源SCLPB6SDAPB7无线通信实现11.无线通信实现物联网Python编程实战无线通信模块ESP8266支持AT指令实现WIFI通信功能，本项目将模块设置成客户端，电脑作为服务端，实现气象数据远程传输、存储与显示。AT命令功能AT+CWMODE=3模块设置AP+Station模式（电脑串口助手）AT+RST重启模块（电脑串口助手）AT+CWSAP="WANTIN","123456",1,0,4,0设置AP模式下的WiFi名称、密码等（电脑串口助手）AT+CIPMODE=1透传模式（电脑串口助手）AT+CIPMUX=1多路连接模式（电脑串口助手）手机连接模块手机端口号设置成8080（手机端调试助手）AT+CIPSTART="TCP","192.168.4.2",8080建立TCP连接（电脑串口助手）AT+CIPSEND发送数据（该指令必须在开启透传模式下使用）（电脑串口助手）注：单片机上电时需要通过串口将表中前5个AT命令发送至ESP8266实现模式配置温湿度数据采集软件实现22.温湿度数据采集软件实现物联网Python编程实战DHT11温湿度传感器模块是单总线数据格式，即单个数据引脚端口完成输入输出双向传输。其数据包由5Byte（40Bit）组成。数据分小数部分和整数部分，一次完整的数据传输为40bit，高位先出。DHT11的数据格式为：8bit湿度整数数据+8bit湿度小数数据+8bit温度整数数据+8bit温度小数数据+8bit校验和。其中校验和数据为前四个字节相加。2.温湿度数据采集软件实现物联网Python编程实战由以上数据就可得到湿度和温度的值，计算方法：·湿度=byte4.byte3=45.0(％RH)·温度=byte2.byte1=28.0(℃)·校验=byte4+byte3+byte2+byte1=73(=湿度+温度)(校验正确)气压数据采集软件实现33.气压数据采集软件实现物联网Python编程实战气压传感器模块采用的是IIC通信，本项目采用的是模拟IIC通信，实现气压数据的读取。如表所示，要想测量压力，需要往0xF4寄存器，写入值0x34（oss值不同，此值不同），即开启压力测量过程，延时之后，读取0xF6寄存器的值即可求得压力值。MeasurementControlregistervalue（registeraddress0xF4）Max.conversiontime[ms]Temperature0x2E4.5Pressure(oss=0)0x344.5Pressure(oss=1)0x747.5Pressure(oss=2)0xB413.5Pressure(oss=3)0xF425.5BMP180中有一个176位的E2PROM，它被划分为11个字（WORD），每个字16位，对应11个校准系数，每个传感器模块都有单独的系数，在第一次计算压力时，主机读取E2PROM数据，通过读取的值，看是否存在值为0x0000或者0XFFFF的字，可以判断数据通讯是否正常。数据采集存储44.数据采集存储物联网Python编程实战选用编程环境VC++6.0，实现电脑作为服务端循环接收WIFI数据，流程如下：开始socket连接while(1)接收WiFi数据接收状态结束正常接收数据真接收失败温湿度采集数据可视化显示55.温湿度采集数据可视化显示物联网Python编程实战将采集的数据上传到MySQL数据库（1）数据库中读取采集的实时数据将采集到温湿度、气压数据存储在了greenhousesdata库temptable表中。读取该表中的数据信息。如将表中数据全部读取，则可能存在数据信息较多，显示不充分，可以根据需要设计要显示的数据时间段。（2）修改可视化视图文件前面Django与Pyecharts相结合创建可视化图标的案例中。data/get_temp_hu