智慧城市中的温湿度监控系统实验报告

siwei • • 杂文

一.项目背景

随着时代的不断进步发展，各行各业都离不开传感器，首先在农业生产中，监测温度和湿度可以帮助农民掌握大棚或温室内的气候情况，从而合理调节灌溉、通风和加热设备，提高作物产量和质量。其次在气象领域，监测温湿度是气象学研究的基础，可以帮助预测天气变化、气候趋势等，最后在建筑工程中，监测温湿度可以帮助设计师和建筑师了解室内外环境的变化，从而设计出更加舒适和节能的建筑。传感器已经成为我们生活中不可或缺的一部分。

二.系统目标

温湿度环境监测系统需要有传感器，用于实时监测环境中的温度和湿度数据。并且传感器可以选择温湿度传感器、红外线传感器等，确保数据的准确性和及时性。以及数据采集模块，负责采集传感器获取的温湿度数据，并将数据传输给系统进行处理。数据采集模块可以是单片机、传感器模块或者专门的数据采集设备。还需要有用户界面，提供给用户的可视化界面，用于展示实时的温湿度数据、历史数据、报警信息等。用户界面可以是Web界面、移动App等形式，方便用户随时随地监测环境情况，最后需要有报警系统，当环境温湿度超出设定范围时，系统应该能够及时发出警报，提醒用户注意并采取相应的措施。报警系统可以是声音报警、短信通知、邮件提醒等形式。

三、配置参数

3.1 引导机、接入机的配置

char uri[] = "coap://183.230.40.40:5683";   // 引导机服务
char *serv_addr = "183.230.102.118";          // 接入机 IP 地址，暂时无用
  • 定义了一个名为 uri 的字符数组，存储了引导机服务器的地址和端口号。本实验不做修改。
  • 定义了一个字符型指针 serv_addr，存储了接入机IP地址，本次实验暂时无用，不做修改。

3.2 IMEI;IMSI


const char endpoint_name[] = "067069372024104;067069372024104";     // IMEI;IMSI
  • 声明了一个名为 endpoint_name 的字符数组常量，用于存储了设备的标识。即：IMEI（国际移动设备身份码）和 IMSI（国际移动用户识别码）
    注释：IMEI为保证合法性由“NB-IMEI生成器.exe”自动生成。

3.3 Life Time

int life_time = 300;
if (ret)
        {
            printf("device step error, code = %d./r/n", ret);
        }

        // 每30秒更新一下设备资源的值
        res_update(30);
  • 定义了一个整数型变量 life_time，用来保存NB-IoT的心跳时间，用来调整设备发送信号的频率。本实验设置心跳时间为30S，每30s更新设备资源的值。

四、NB_IOT入网

void netdev_init(void)
{
  SendCmd("AT+NRB/r/n", "OK", 5000,0,10); //重启模块
  SendCmd("AT+CIMI/r/n", "OK", 2000,3,5); //查询SIM卡IMSI号
  SendCmd("AT+CMEE=1/r/n","OK", 2000,0,10); //设置报错格式为数值
  SendCmd("AT+CSCON=1/r/n","OK", 2000,0,10);  //设置完全上下文连接
  SendCmd("AT+CEREG=2/r/n","OK", 2000,0,10); 
  SendCmd("AT+CEDRXS=0,5/r/n","OK", 3000,0,5); 
  SendCmd("AT+CPSMS=0/r/n","OK", 3000,0,5); 
  SendCmd("AT+CEREG?/r/n","CEREG:2,1", 3000,1000,5); 
  SendCmd("AT+csq/r/n", "OK", 2000,0,5); 
  printf("connect NB-IoT sucess/r/n");
  NB_step(3,1);
}
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使用以上函数进行初始化 NB-IoT 模块，使用AT命令配置模块，每30s自动发送AT指令。

五.接入云平台

5.1创建产品并填写信息，节点类型选择“直连设备”，接入协议选择“LwM2M”，数据协议选择“IPSO”，联网方式选择“NB”。

创建产品.png

5.2添加设备，配置合适的IMEL和IMSEI

注意：烧写代码时，程序IMEL和IMSEI要与平台设备设置参数保持一致。

创建设备.png

5.3进入设备管理，等待设备在线

设备在线.png

六.上报数据查看

点击设备管理，选择设备列表，点击详情，打开实时刷新，等待数据的不断更新。

平台温度数据.png

平台湿度数据.png

七.总结

1. NB-IoT 设备接入 云平台的步骤

注册账号： 在 OneNET 官网注册账号并登录。
创建产品和设备： 在 OneNET 中创建对应的产品和设备，获取产品ID和设备ID。
配置设备参数： 配置 NB-IoT 设备的通信协议、数据格式等参数，确保与 OneNET 云平台的通信兼容。
设备接入： 使用 NB-IoT 模组将设备连接到移动网络，通过设备的 IMEI 码等信息进行注册。
数据传输： 设备通过 NB-IoT 网络将数据传输到 OneNET 平台，可以通过LWM2M等协议进行数据上传。
数据处理和展示： OneNET 平台接收设备上传的数据，可进行数据存储、分析、可视化等操作，方便用户监控和管理设备。

2. 注意事项

设备兼容性： 确保 NB-IoT 设备兼容 OneNET 平台的通信规范和数据格式要求。
安全性： 使用安全的连接方式，如 HTTPS 等，保护设备和数据的安全。
数据传输稳定性： 确保 NB-IoT 网络连接稳定，数据传输可靠，避免数据丢失或延迟。

3. 个人收获

  • 深入了解物联网技术： 通过实际操作，我深入了解了 NB-IoT 技术以及其在物联网中的应用。了解了设备连接、数据传输、数据处理等方面的原理和流程。
  • 学习了 OneNET 平台的功能： 通过配置产品和设备、上传数据、进行数据分析等操作，我熟悉了 OneNET 云平台的各项功能和操作界面。学会了如何管理设备、监控数据等。
  • 提升了问题解决能力： 在接入过程中，遇到了一些问题，如设备无法注册、数据传输异常等，通过查阅资料、调试设备，最终解决了这些问题，提升了自己的问题解决能力。
  • 加强了团队合作意识： 在一些复杂的问题上，我与团队成员一起合作，共同分析和解决，加强了团队合作意识和沟通能力。
  • 拓展了实践经验：通过实际操作，我积累了丰富的物联网实践经验，包括设备接入、数据传输、云平台操作等方面，为今后的项目开发和实施积累了宝贵经验。

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作者：siwei
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来源：TechFM
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