物聯(lián)網(wǎng)Python編程實(shí)戰(zhàn) 課件 3.氣象數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)

Python物聯(lián)網(wǎng)綜合實(shí)戰(zhàn)氣象數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)江蘇電子信息職業(yè)學(xué)院提綱1.無線通信節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)2.空氣溫濕度傳感器3.氣壓傳感器無線通信節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)11.無線通信節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)物聯(lián)網(wǎng)Python編程實(shí)戰(zhàn)ESP8266根據(jù)氣象數(shù)據(jù)監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要求，無線通信節(jié)點(diǎn)需要實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)采集、信息傳輸?shù)裙δ?，根?jù)要實(shí)現(xiàn)的功能，選擇ESP8266作為無線通信節(jié)點(diǎn)模塊。ESP8266是一款超低功耗的UART-WiFi透?jìng)髂K，擁有業(yè)內(nèi)極富競(jìng)爭(zhēng)力的封裝尺寸和超低能耗技術(shù)，專為移動(dòng)設(shè)備和物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用設(shè)計(jì)，可將用戶的物理設(shè)備連接到Wi-Fi無線網(wǎng)絡(luò)上，進(jìn)行互聯(lián)網(wǎng)或局域網(wǎng)通信，實(shí)現(xiàn)聯(lián)網(wǎng)功能。1.無線通信節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)物聯(lián)網(wǎng)Python編程實(shí)戰(zhàn)ESP8266ESP8266模塊支持三種工作模式：·STA—Station模式（可連接到其他熱點(diǎn)）?！P—AP模式（默認(rèn)模式ESP8266模塊作為熱點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)手機(jī)或電腦直接與模塊通信，實(shí)現(xiàn)局域網(wǎng)無線控制）?！TA+AP—兩種模式的共存模式，（STA模式）即可以通過路由器連接到互聯(lián)網(wǎng)，并通過互聯(lián)網(wǎng)控制設(shè)備；（AP模式）也可作為WIFI熱點(diǎn)，其他WIFI設(shè)備連接到模塊，這樣實(shí)現(xiàn)局域網(wǎng)和廣域網(wǎng)的無縫切換，方便操作。1.無線通信節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)物聯(lián)網(wǎng)Python編程實(shí)戰(zhàn)ESP8266模塊具有豐富的AT指令，通過AT指令集配置模塊的網(wǎng)絡(luò)參數(shù)。指令結(jié)構(gòu)每條指令可以細(xì)分為四種命令測(cè)試命令A(yù)T+<CMD>=?該命令用于查詢?cè)O(shè)置命令或內(nèi)部程序設(shè)置的參數(shù)以及其取值范圍。查詢命令A(yù)T+<CMD>?該命令用于返回參數(shù)的當(dāng)前值。設(shè)置命令A(yù)T+<CMD>=<…>該命令用于設(shè)置用戶自定義的參數(shù)值。執(zhí)行命令A(yù)T+<CMD>該命令用于執(zhí)行受模塊內(nèi)部程序控制的變參數(shù)不可變的功能。1.無線通信節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)物聯(lián)網(wǎng)Python編程實(shí)戰(zhàn)ESP8266ESP8266模塊支持三種工作模式：·STA—Station模式（可連接到其他熱點(diǎn)）。·AP—AP模式（默認(rèn)模式ESP8266模塊作為熱點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)手機(jī)或電腦直接與模塊通信，實(shí)現(xiàn)局域網(wǎng)無線控制）。·STA+AP—兩種模式的共存模式，（STA模式）即可以通過路由器連接到互聯(lián)網(wǎng)，并通過互聯(lián)網(wǎng)控制設(shè)備；（AP模式）也可作為WIFI熱點(diǎn)，其他WIFI設(shè)備連接到模塊，這樣實(shí)現(xiàn)局域網(wǎng)和廣域網(wǎng)的無縫切換，方便操作。模塊與USB-TTL接線ESP8266模塊USB-TTLGNDGNDVCC3.3VRXDTXDTXDRXDCH_PD3.3V空氣溫濕度傳感器22.空氣溫濕度傳感器物聯(lián)網(wǎng)Python編程實(shí)戰(zhàn)DHT11DHT11數(shù)字溫濕度傳感器是一款含有已校準(zhǔn)數(shù)字信號(hào)輸出的溫濕度復(fù)合傳感器。它應(yīng)用專用的數(shù)字模塊采集技術(shù)和溫濕度傳感技術(shù)，確保產(chǎn)品具有極高的可靠性與卓越的長(zhǎng)期穩(wěn)定性。應(yīng)用領(lǐng)域：暖通空調(diào)、測(cè)試及檢測(cè)設(shè)備、汽車、數(shù)據(jù)記錄器、消費(fèi)品、自動(dòng)控制、氣象站、家電、濕度調(diào)節(jié)器以及醫(yī)療等。2.空氣溫濕度傳感器物聯(lián)網(wǎng)Python編程實(shí)戰(zhàn)DHT11DHT11器件采用簡(jiǎn)化的單總線通信。單總線即只有一根數(shù)據(jù)線，系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)交換、控制均由單總線完成。單總線通常要求外接一個(gè)約5.1kΩ的上拉電阻，這樣，當(dāng)總線閑置時(shí)，其狀態(tài)為高電平。由于它們是主從結(jié)極，只有主機(jī)呼叫從機(jī)時(shí)，從機(jī)才能應(yīng)答，因此主機(jī)訪問器件都必須嚴(yán)格遵循單總線序列。單個(gè)數(shù)據(jù)引腳端口完成輸入輸出雙向傳輸。其數(shù)據(jù)包由5Byte（40Bit）組成。數(shù)據(jù)分小數(shù)部分和整數(shù)部分，一次完整的數(shù)據(jù)傳輸為40bit，高位先出。DHT11的數(shù)據(jù)格式為：8bit濕度整數(shù)數(shù)據(jù)+8bit濕度小數(shù)數(shù)據(jù)+8bit溫度整數(shù)數(shù)據(jù)+8bit溫度小數(shù)數(shù)據(jù)+8bit校驗(yàn)和。其中校驗(yàn)和數(shù)據(jù)為前四個(gè)字節(jié)相加。氣壓傳感器33.氣壓傳感器物聯(lián)網(wǎng)Python編程實(shí)戰(zhàn)BMP180BMP180是BoschSensortec的一種高精度數(shù)字氣壓和溫度傳感器，使用BMP180可以測(cè)量環(huán)境溫度、壓力和高度。它由壓阻傳感器、模數(shù)轉(zhuǎn)換器，帶E2PROM和串行I2C接口的控制單元組成。3.氣壓傳感器物聯(lián)網(wǎng)Python編程實(shí)戰(zhàn)BMP180BMP180是BoschSensortec的一種高精度數(shù)字氣壓和溫度傳感器，使用BMP180可以測(cè)量環(huán)境溫度、壓力和高度。它由壓阻傳感器、模數(shù)轉(zhuǎn)換器，帶