描述

想要一種完全自主的方式來監(jiān)控您家中的房間（甚至是您的門廊之類的地方）？想查看您房間的即時狀態(tài)以及過去一個月的情況嗎？如果您的孩子在您工作時不在房間里卻一直開著燈怎么辦？如果您只需要一個互聯(lián)網(wǎng)連接來檢查您的家或辦公室怎么辦？

幸運(yùn)的是，監(jiān)控您的家不僅容易，而且很便宜！

在本分步教程中，您將：

• 連接一個光傳感器來檢測房間里的燈是否亮著
• 連接溫度/濕度傳感器以捕獲溫度和濕度水平并計(jì)算房間內(nèi)的熱指數(shù)
• 連接運(yùn)動傳感器以告知房間內(nèi)有人的時間
• 使用 Arduino Yun將捕獲的信息流式傳輸?shù)皆品?wù)
• 將該信息轉(zhuǎn)換為您可以在筆記本電腦或移動設(shè)備上訪問的個人家庭儀表板

設(shè)置云

該項(xiàng)目的主要要求是自動建立 WiFi 連接，以便將傳感器數(shù)據(jù)發(fā)送到遠(yuǎn)程可訪問的可視化設(shè)備。收集和發(fā)送傳感器數(shù)據(jù)的腳本也應(yīng)該在斷電時自動啟動。

Arduino 非常適合這一點(diǎn)，因?yàn)樗鼤谕姇r運(yùn)行上次上傳到它的任何草圖。您可以將 WiFi 模塊添加到較小的 Arduino 上，但 Yun 有一個板載 WiFi 模塊，可以輕松建立互聯(lián)網(wǎng)連接。Yun 甚至可以運(yùn)行 Linux，盡管我們沒有在這個項(xiàng)目中利用它。Arduino 板還為我們提供了一種無需焊接的方式來連接模擬和數(shù)字傳感器。

如果沒有大面包板，許多傳感器可能很難連接，其中許多傳感器需要額外的電阻器或電容器。Grove 傳感器沒有這些問題，因?yàn)樗鼈冇幸粋€簡單的分線連接器，并且任何需要的電阻器和電容器都已經(jīng)連接到傳感器板上。

話雖這么說，您可以通過多種不同的方式實(shí)施該項(xiàng)目，但我將介紹如何使用 Yun 和 Grove 傳感器設(shè)置我的傳感器盒。

SD 卡設(shè)置

Yun 與許多其他 Arduino 開發(fā)板不同，因?yàn)樗褂?SD 卡啟動。Yun 使用OpenWRT來運(yùn)行它的 Linux 端并管理 WiFi??

將您的微型 SD 卡插入 SD 卡適配器并將其插入您的計(jì)算機(jī)。確保您的卡已格式化為 FAT（而非 FAT 32）文件系統(tǒng)。這可以通過Mac OSX 中的“磁盤工具”或Windows 中的“計(jì)算機(jī)”窗口來完成。???

當(dāng)您的卡正在重新格式化時，您可以在 Arduino 軟件頁面上為 Yun 下載最新的 OpenWRT 映像。在頁面底部的“其他軟件”下，您將看到最新的 OpenWRT 映像。單擊它并按照提示進(jìn)行下載。??

一旦你的 SD 卡完成格式化并且 OpenWRT 已經(jīng)下載，將 OpenWRT zip 文件復(fù)制到你的 SD 卡并彈出卡。現(xiàn)在將卡放入 Yun 的微型 SD 插槽，并使用微型 USB 轉(zhuǎn) USB 線將 Yun 插入計(jì)算機(jī)的 USB 端口。

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等待 Yun 啟動 - 大約需要一分鐘。當(dāng)板上的白色 LED 亮起時，您就會知道它已完成。現(xiàn)在檢查您可用的 WiFi 網(wǎng)絡(luò)（Yun 在沒有 WiFi 配置的情況下啟動時創(chuàng)建它自己的網(wǎng)絡(luò)）并連接到顯示“Arduino Yun-90 **********”的網(wǎng)絡(luò)。

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連接到 Yun 的 Wifi 后，在瀏覽器地址欄中轉(zhuǎn)到 192.168.240.1。您應(yīng)該會看到如下所示的頁面：

密碼是“arduino”。在下一頁上，尋找一個橙色的 RESET 按鈕 - 單擊它并等待 Yun 重新啟動。

連接到無線網(wǎng)絡(luò)

一旦你的 Yun 使用更新的 OpenWRT 重新啟動，你就可以配置它的 WiFi 設(shè)置。確保您仍然連接到 Yun 的 WiFi，然后再次訪問 192.168.240.1。在右上角，您會看到一個“配置”按鈕：

以下頁面允許您更改 Arduino 的名稱（這也會更改其默認(rèn) WiFi 網(wǎng)絡(luò)的名稱）、更改密碼以及更改 Yun 的時區(qū)。

無線參數(shù)是我們最關(guān)心的部分。在這里您可以找到您希望 Yun 在啟動時自動連接的無線網(wǎng)絡(luò)。仔細(xì)輸入網(wǎng)絡(luò)密碼，然后單擊“配置并重新啟動”。

注意：Yun 連接到無線網(wǎng)絡(luò)后，您可以通過在瀏覽器地址欄中輸入 192.168.240.1或輸入 arduino.local 來獲取其 IP 地址，但您必須連接到相同的無線網(wǎng)絡(luò)。這將允許您通過 SSH 進(jìn)入 Yun 的 Linux 部分。我們不會在本教程中這樣做，

如果您需要更改 Yun 的 WiFi 設(shè)置但無法訪問它自動連接的無線網(wǎng)絡(luò)，您可以按 WiFi 重置按鈕。您需要按住按鈕 5 到 30 秒之間的某處，然后不再按住按鈕，否則它將重置為出廠設(shè)置。??

安裝 Arduino IDE 和庫

與 Arduino 的通信主要通過 Arduino IDE 完成。這就是我們?nèi)绾螌⒉輬D上傳到每次板子開機(jī)時執(zhí)行的板子。訪問Arduino 軟件頁面，在當(dāng)前可用 IDE 版本右側(cè)的列表中找到您的計(jì)算機(jī)類型。下載 zip 文件并解壓縮以進(jìn)行安裝。??

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在你的 Yun 開機(jī)的情況下打開 IDE。單擊工具并轉(zhuǎn)到板。從列表中選擇“Arduino Yun”。仍然在Tools下，轉(zhuǎn)到Port并選擇“Arduino at (IP address)”或后面寫著“Arduino Yun”的“/dev/tty.usbmodem****”。??????

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現(xiàn)在您已經(jīng)有了與 Yun 交互的 IDE 設(shè)置，我們需要安裝一個庫來配合 Grove Temperature/Humidity Pro 傳感器。

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這個特定的項(xiàng)目只需要你安裝一個庫，但是有各種各樣的庫可以讓你的生活更輕松，你的代碼更短。它們也很容易安裝。

這個庫叫做“DHT-Sensor-Library”。??轉(zhuǎn)到此處并通過單擊右欄底部的按鈕下載 zip 。然后返回到 IDE 并選擇?Sketch ?->? Include Library ?-> Add .ZIP Library... 。

選擇您剛剛下載的 zip 文件，然后單擊“選擇”。全部完成！

添加傳感器

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終于到了開始為我們的 Yun 添加一些傳感器的時候了。幸運(yùn)的是，這就像將跳線從 Yun 連接到傳感器一樣簡單。小面包板讓我們共享 Yun 的 3.3V 電源和接地連接。我們會將所有東西連接起來，然后測試我們的傳感器以確保它們正常工作。

連接電路

在連接任何電路之前，請拔下 Yun 的電源！！

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我們添加了三個傳感器并試圖讓所有東西都緊湊，所以電線會變得有點(diǎn)亂——我將按傳感器分解電路。

我們需要做的第一件事是確保為傳感器提供 3.3V 電源和接地。由于 Yun 只有一個 3.3V 端口，我們需要將其移動到面包板上，以便打開更多連接。將一根公對公連接線從 3.3V 電源連接到面包板上的一行，將一根從 GND 連接到面包板上。

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注意：在圖片和圖表中，我有另一條公-公連接線連接面包板上的兩行用于接地和電源。這實(shí)際上不是必需的，因?yàn)槲覀冎皇褂?3 個傳感器，但如果您決定添加超過 4 個，您將需要更多點(diǎn)來獲取電源。

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光傳感器是我們唯一的模擬傳感器，因此使用公母連接線將 SIG 連接到 A0。溫度/濕度傳感器連接到數(shù)字引腳 2，運(yùn)動傳感器連接到數(shù)字引腳 3。將每個傳感器上的 VCC 和 GND 連接到面包板上的 3.3V 電源和 GND 行。傳感器上的 NC 引腳表示“無連接”，不需要插入任何東西。

電路連接好后，啟動你的 Yun。

溫濕度傳感器

我們已經(jīng)安裝了溫度/濕度傳感器庫。它實(shí)際上包含一個名為 DHTtester 的測試腳本，您可以??在 IDE 的“文件” ?->? “示例”下找到它。或者你可以從這里復(fù)制它：? https ://github.com/InitialState/arduinosensorbox/blob/master/DHTtester.ino

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只需創(chuàng)建一個新草圖并將其上傳到您的 Yun。完成后單擊串行監(jiān)視器以查看溫度、濕度和熱量指數(shù)打印到屏幕上。

一旦您知道傳感器正在工作，您就可以繼續(xù)測試下一個！

PIR 運(yùn)動傳感器

現(xiàn)在讓我們測試運(yùn)動傳感器。如果檢測到運(yùn)動，它會變高。

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你會在這里找到測試腳本：? https ://github.com/InitialState/arduinosensorbox/blob/master/motiontester.ino

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打開串行監(jiān)視器并開始在傳感器前揮手以測試它是否正常工作。它聲稱具有 120 度的檢測 - 看看這是不是真的！

光傳感器

光傳感器再簡單不過了。它給我們的數(shù)字是以 Lux 為單位的環(huán)境光級別。您可以使用此處的草圖對其進(jìn)行測試：? https ://github.com/InitialState/arduinosensorbox/blob/master/lighttest.ino

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運(yùn)行此腳本會將光照級別打印到串行監(jiān)視器。嘗試覆蓋和揭開傳感器以查看光值如何變化。可以在此處找到針對不同環(huán)境的典型光照水平的良好列表：http ://www.engineeringtoolbox.com/light-level-rooms-d_708.html?

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現(xiàn)在我們知道所有三個傳感器都在工作，我們可以繼續(xù)一次讀取它們！

把它們放在一起

我們將項(xiàng)目的三個組成部分放在一起工作 - 溫度和濕度傳感器、運(yùn)動傳感器和光傳感器。請記住，如果您需要解決問題，您可以使用 DHTtester.ino、motiontester.ino 和 lighttest.ino 草圖測試每個組件。是時候把所有東西放在一起了。下一步是為我們所有的傳感器數(shù)據(jù)找到一個家，并將這些數(shù)據(jù)變成一個易于訪問的儀表板。

初始狀態(tài)

我們希望將所有傳感器數(shù)據(jù)流式傳輸?shù)皆品?wù)，并讓該服務(wù)將我們的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為一個漂亮的儀表板，我們可以從筆記本電腦或移動設(shè)備訪問它。我們的數(shù)據(jù)需要一個目的地。我們將使用初始狀態(tài)作為該目的地。

第一步：注冊初始狀態(tài)賬戶

轉(zhuǎn)到https://www.initialstate.com/app#/register/并創(chuàng)建一個新帳戶。??

第 2 步：訪問密鑰

我們需要一種方法將我們要發(fā)送的數(shù)據(jù)與您的帳戶相關(guān)聯(lián)。Initial State 使用訪問密鑰執(zhí)行此操作。

在網(wǎng)絡(luò)瀏覽器中轉(zhuǎn)到您的 Initial State 帳戶，單擊右上角的用戶名，然后轉(zhuǎn)到“我的帳戶”，您將在頁面底部的“流媒體訪問密鑰”下找到您的訪問密鑰。

每次您創(chuàng)建數(shù)據(jù)流時，該訪問密鑰都會將該數(shù)據(jù)流定向到您的帳戶（因此不要與任何人共享您的密鑰）。

復(fù)制此密鑰，因?yàn)槲覀兊臏y試和最終腳本需要它。

第 3 步：運(yùn)行示例

運(yùn)行測試草圖以確保我們可以為您的 Initial State 帳戶創(chuàng)建數(shù)據(jù)流。?將第 14 行的 Your_Access_Key 替換為您的訪問密鑰并運(yùn)行以下命令：? https ://github.com/InitialState/arduino_streamers/blob/master/arduinoyunstream.ino?

第 4 步：利潤

在您的網(wǎng)絡(luò)瀏覽器中返回您的 Initial State 帳戶。一個名為“Arduino Stream”的新數(shù)據(jù)桶應(yīng)該出現(xiàn)在您的日志架的左側(cè)（您可能需要刷新頁面）。單擊此存儲桶，然后單擊 Waves 圖標(biāo)以查看測試數(shù)據(jù)。

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您將需要逐步完成 Waves 教程，以熟悉如何使用此數(shù)據(jù)可視化工具。接下來，查看 Tiles 中的數(shù)據(jù)以查看儀表板形式的相同數(shù)據(jù)。

您現(xiàn)在已準(zhǔn)備好開始從您的傳感器盒流式傳輸真實(shí)數(shù)據(jù)。

最終草圖

將所有內(nèi)容組合在一起的最終草圖稱為 yunsensorbox.ino，可在此處找到：? https ://github.com/InitialState/arduinosensorbox/blob/master/yunsensorbox.ino

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確保將第 26 行的 Your_Access_Key 替換為您的特定訪問密鑰。

您可能需要更改的所有內(nèi)容都可以在第 7-36 行中找到。

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在每個相應(yīng)的傳感器部分下，您可以指定您正在使用的 Yun 上的哪個引腳。對于溫度傳感器，您還需要說出您使用的是哪種傳感器（Pro 是 DHT22）。

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在 Initial State Streamer 部分，您唯一需要立即更改的是 accessKey。如果您想傳輸更多或更少的信息或更改信號名稱/表情符號，您也可以在此處進(jìn)行設(shè)置。

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在我們運(yùn)行草圖之前，讓我們先了解一下它將要做什么。

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• 在草圖的開始，我們將為我們的事件流創(chuàng)建一個數(shù)據(jù)桶。我們將看到“Posting Bucket！” 打印到串行監(jiān)視器。

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• 草圖將等待 2 秒并開始獲取傳感器數(shù)據(jù)。在繼續(xù)發(fā)布數(shù)據(jù)之前，它將從所有三個傳感器獲取數(shù)據(jù)。

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• 每個事件流將一次發(fā)布一個（由于 WiFi 的長度上限問題）。您將看到“發(fā)送事件流#”，后跟事件流編號和打印到串行監(jiān)視器的數(shù)據(jù)。

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• 每分鐘將向您的 Initial State 帳戶發(fā)送一批新的 6 個事件

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注意：出于初始測試目的，您可能希望在第 72 行將延遲間隔從 41000 減少到更接近 2-3000?

上傳草圖以開始您的傳感器流！

注意：如果您的草圖只在您打開串行監(jiān)視器后才開始，您可以通過從草圖中刪除任何帶有“串行”一詞的行來修復(fù)它。當(dāng)然，這也剝奪了調(diào)試草圖的能力。Yun's Bridge 允許我們訪問另一個調(diào)試庫，但是，稱為?Console 。要使用控制臺，請將?#include?與其他#include 語句放在草圖的頂部，其中腳本?顯示 Serial.begin(9600)；?你會說?Bridge.begin(); ?然后?是 Console.begin(); ?就在它下面。然后只需在其他任何地方將“Serial”更改為“Console”。?您必須連接到端口“Arduino at [IPADDRESS]”才能查看串行監(jiān)視器的輸出。

您的個人儀表板

轉(zhuǎn)到您的 Initial State 帳戶并單擊名稱與 BUCKET_NAME 參數(shù)對應(yīng)的新數(shù)據(jù)桶（即 Yun Sensor Box）。單擊 Tiles 以查看您的傳感器盒儀表板。一旦讓草圖至少進(jìn)行一次測量，您應(yīng)該會看到六個圖塊 - 濕度、溫度、熱指數(shù)、光線、運(yùn)動和我感覺如何。在運(yùn)動探測器前揮手，遮住光傳感器，實(shí)時觀看儀表盤更新。此儀表板使您能夠一目了然地查看房間內(nèi)發(fā)生的情況，當(dāng)您不在家或外出時非常方便。

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如果您想查看房間中是否有運(yùn)動，請?jiān)凇斑\(yùn)動”磁貼中尋找一個行走的人。根據(jù) Light 磁貼中的亮度級別，您可以判斷燈是否亮起。您還可以查看溫度和濕度如何隨時間變化。

切換到 Waves 可視化以更好地查看傳感器數(shù)據(jù)的歷史記錄。使用 Waves，您可以進(jìn)行測量并挖掘數(shù)據(jù)以查看事情發(fā)生的時間。我可以看到 7 月 16 日中午 12 點(diǎn) 09 分到 12 點(diǎn) 18 分，即使房間里沒有人，燈仍然亮著。

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該傳感器盒也可用于放置在您可以養(yǎng)寵物的車庫或房間內(nèi)。有了它，您可以跟蹤熱度指數(shù)，以確保它們不處于危險狀態(tài)，尤其是在夏季。

最后一部分將向您展示我是如何將 Yun、面包板和傳感器塞進(jìn)一個方便的小盒子里的。

把它放在一個盒子里

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我有來自不同項(xiàng)目的各種紙板箱，所以我決定將其中一個變成我的 Yun 和傳感器的家。除了盒子，我的主要用品是一把剪刀和電工膠帶。

我將面包板直接放在 Yun 的頂部——它非常適合插腳和以太網(wǎng)端口之間。

然后，我將我的傳感器粘在底部，并從盒子頂部為它們切孔。一旦我為連接線切開槽，我就可以把盒子關(guān)上。我的盒子還有一個方便的孔，我可以在那里接入 Yun 的電源端口。

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