基於Arduino和IoT雲平台搭建物聯網系統

科技 06-05

作者 | Francesco Azzola

責編 | 屠敏

在這篇文章中，我們將介紹如何搭建一款監測土壤水分的物聯網系統，用於在土壤乾燥時發出警報，提醒用戶。本項目使用了IoT雲平台來管理警報系統，同時存儲來自感測器的數據。眾所周知，物聯網是當今熱門話題之一，它將改變我們的未來及生活方式。如今我們可以自己動手搭建物聯網系統，因為市場上已有一些原型板，這使得我們不用花費太多金錢及精力就可以著手物聯網項目。

搭建 IoT 系統項目

構建這個項目，我們需要：

1. Arduino MKR1000；

2. 濕度感測器；

3. IoT 雲平台 Carriots 的免費賬戶（點擊https://www.carriots.com/joinus創建賬戶）；

4. IFFT 賬戶（點擊https://ifttt.com/discover，了解更多）。

該項目的核心理念是搭建一個監測土壤水分的 IoT 系統，勘測土壤的濕度。Arduino MKR1000 控制感測器向 Carriots IoT 平台發送數據。Carriots 平台反過來存儲來自感測器的數據，並檢測存儲的值何時達到閾值。下文我們會分享如何分析數據。現在可以假設 Carriots IoT 平台能夠以某種方式調用一個 IFFT 服務，並向用戶發送一個提醒的短消息。構建該 IoT 系統，我們可以探索如何使用 IoT 生態系統的組件。此外，該項目使用 LED 矩陣顯示濕度土壤狀態。接下來，我們看看具體怎麼搭建。

檢測感測器數據

第一步，我們必須讀取感測器數據。該 IoT 項目使用了 YL-38 + YL-69 感測器，這個是可以插入要檢查的土壤中的模擬感測器。那麼如何將感測器連接到 Arduino，如下所示：

代碼很簡單。我們從A1 引腳讀取數據，然後計算濕度：

此外，還需將 Arduino MKR1000 連接到互聯網，以便它可以發送數據：

connectToWifi() 包含：

這樣，如以上代碼所述，我們可以管理顯示濕度的 LED 矩陣。接下來就聚焦於物聯網雲平台上。

連接到IoT雲平台

在將數據發送到雲端之前，我們必須配置 Carriots 平台才能管理數據。 Carriots 使用了分層結構來對設備進行分組和管理。因此，在使用設備之前，必須創建此結構。用戶一旦登錄，先點擊「Hierarchy」，再點擊「 Project」，填寫所需的數據，如下圖：

下一步創建服務，填寫所需的數據：

最後，創建組：

以上的步驟只需做一次。最後一步是配置設備。它表示我們用來發送數據的物理設備。該設備屬於在最後一步創建的組，組屬於服務，服務屬於項目。配置步驟非常簡單，如下圖所示：

至此，配置步驟已完成。我們需將 Arduino 設備連接到 Carriots 並開始發送數據。上圖中，Id.developer 這個參數很重要，它代表了將來自 Arduino 設備的數據綁定到 Carriots 設備的唯一標識符。另一個重要參數是 API 密鑰。你可以在設置>API密鑰菜單中找到它。為了發送數據，我們將這個函數添加到上面的代碼中：

注意該函數發送一個包含從感測器讀取的數據的 JSON 有效載荷。必須在 loop（）方法中調用此函數。運行這個程序，我們可以發現設備向 Carriots 發送數據，如下所示：

監控物聯網感測器數據

接下來是監控數據。通常在物聯網系統中，我們不僅希望從感測器獲取數據，而且當這些值超出特定值時，我們希望監視這些信息以採取完善措施。本項目中，當土壤太過乾燥時，我們要告知用戶。雖然 Carriots 擁有內置的電子郵件系統，但我們更傾向於與 Carriots 集成的另一個有用的平台，即 IFFT。該平台提供了多種集成服務。

為了提醒用戶，我們需要兩個組件：

1. 監控數據系統；

2. 警報系統。

作為監控數據系統，本 IoT 系統項目使用 Carriots 監聽器。監聽是分析輸入值及應用特定規則的一個過程。當規則被驗證時，它就會調用一個腳本。對於 Carriots 的有趣方面是，我們可以使用 Groovy 作為腳本語言來調用外部服務。

警報系統建立在 IFFT 上。在完成 Carriots 的任務之前，配置 IFFT 非常有必要。如上所述，當濕度達到閾值時，我們想要發送一條短消息提醒用戶。為了實現這個功能，需要在 IFFT 中配置一個短消息服務。在此之前，我們需要一個免費的帳戶。那麼首先我們創建一個新的 Applet：