描述

抽象的：

自動化監(jiān)控花園的過程可以將花園灌溉過程從手動和靜態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)?a href='http://www.www27dydycom.cn/v/' target='_blank' class='arckwlink_none'>智能和動態(tài)。這導(dǎo)致更高的舒適度、用水效率和更少的人工監(jiān)督工作。該項(xiàng)目提出了使用Bolt IOT的基于云的物聯(lián)網(wǎng) (IoT) 智能花園監(jiān)控和灌溉系統(tǒng)。可以通過監(jiān)測土壤濕度來調(diào)整植物的澆水需求。測量植物的土壤水分可提供植物是否澆水理想、澆水過多或澆水不足的信息。這是使用土壤濕度傳感器完成的. 監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)持續(xù)發(fā)送到Bolt云端。在云端分析從系統(tǒng)收集的數(shù)據(jù)，當(dāng)達(dá)到目標(biāo)土壤濕度閾值時(shí)，相應(yīng)的動作會從云端發(fā)送到花園自動澆水系統(tǒng)以灌溉花園。Bolt iot模塊用于實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)控制單元。物聯(lián)網(wǎng)用于讓花園所有者了解灑水裝置的最新狀態(tài)。來自傳感器的信息通過 Twilio 定期更新，Twilio是一種云通信平臺即服務(wù) (CPaaS)，允許軟件開發(fā)人員以編程方式撥打和接聽電話、發(fā)送和接收短信，以及使用其 Web 服務(wù) API 執(zhí)行其他通信功能。

所有必需的組件：

該項(xiàng)目所需的所有組件都在下面提到，并且可以以合理的價(jià)格在市場上輕松獲得。

1. 土壤水分傳感器：

土壤水分傳感器信息：

https://en.wikipedia.org/wiki/Soil_moisture_sensor

2.螺栓物聯(lián)網(wǎng)：

Bolt iot的信息：https ://docs.boltiot.com/docs

3.砂漿：

4.泵：（自制）

學(xué)分和參考：https ://www.youtube.com/watch?v=pnx86V0xkmo

5.跳線（公/公）：

6.手機(jī)充電器：

螺栓物聯(lián)網(wǎng)平臺

Bolt 物聯(lián)網(wǎng)平臺讓您無論身在何處都能安全地控制您的設(shè)備并從物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備收集數(shù)據(jù)。只需單擊幾下即可部署機(jī)器學(xué)習(xí)算法以檢測異常并預(yù)測傳感器值，從而獲得可操作的見解。要了解更多信息，請?jiān)L問boltiot.com。

在上一課中，我們在 Bolt Cloud 上創(chuàng)建了我們的帳戶。在我們將 Bolt 設(shè)備鏈接到我們的帳戶之前，讓我們了解 Bolt 云架構(gòu)、它的工作原理以及它的重要性。

Bolt 云是為 Bolt 設(shè)備提供物聯(lián)網(wǎng)功能的主要組件之一。所有 Bolt 設(shè)備開箱即用地連接到 Bolt Cloud。Bolt 設(shè)備附帶一個(gè)固件，可以幫助它了解如何通過互聯(lián)網(wǎng)連接到 Bolt Cloud。

Bolt 設(shè)備與 Bolt Cloud 的通信

Bolt 設(shè)備與 Bolt Cloud 的通信通過 MQTT 通信協(xié)議進(jìn)行。MQTT 代表消息隊(duì)列遙測傳輸。但是為什么在HTTP&HTTPS協(xié)議如此流行并被廣泛用于通信的情況下，我們還需要MQTT這樣的協(xié)議來進(jìn)行通信呢？盡管這些協(xié)議很流行，但為管理通信而通過 Internet 發(fā)送的開銷數(shù)據(jù)量相當(dāng)大。開銷數(shù)據(jù)是與實(shí)際消息/數(shù)據(jù)一起發(fā)送的數(shù)據(jù)，它傳達(dá)了理解所發(fā)送的消息/數(shù)據(jù)所需的額外信息。開銷數(shù)據(jù)因協(xié)議而異。對于具有硬件功能和網(wǎng)絡(luò)功能以發(fā)送額外開銷數(shù)據(jù)的移動電話、筆記本電腦、臺式計(jì)算機(jī)等系統(tǒng)，這很好。

大多數(shù)物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備和傳感器包含有限的處理能力和受限的互聯(lián)網(wǎng)帶寬。由于這些限制，他們僅在需要時(shí)才通過 Internet 發(fā)送數(shù)據(jù)，并且發(fā)送的數(shù)據(jù)在帶寬使用方面非常低。因此，使用 HTTP 等協(xié)議時(shí)，HTTPS 在開銷數(shù)據(jù)多于實(shí)際數(shù)據(jù)本身的情況下變得不可行。MQTT 包含非常低的開銷，因此成為物聯(lián)網(wǎng)通信的理想選擇。

MQTT 是一種發(fā)布-訂閱消息傳遞協(xié)議。pub是指發(fā)布，sub是指訂閱。有一個(gè)中央實(shí)體，在我們的例子中是 Bolt Cloud。所有 Bolt 設(shè)備都連接到 Bolt 云，并通過在其獨(dú)特的渠道上發(fā)布數(shù)據(jù)，將數(shù)據(jù)發(fā)送到各種渠道。Bolt 設(shè)備還訂閱頻道，以便他們可以接收來自 Bolt 用戶的命令。

Bolt Cloud 用戶，即像我們這樣的人使用 HTTPS 通信協(xié)議與 Bolt Cloud 通信。我們可以使用 Bolt Cloud 儀表板來控制和監(jiān)視我們的 Bolt 設(shè)備，或者使用 Bolt Cloud API，以防我們想繞過儀表板并通過我們編寫的程序訪問我們的 Bolt 設(shè)備。我們將在接下來的模塊中了解更多相關(guān)信息。

Bolt Cloud 從 Bolt 設(shè)備接收所有控制或請求傳感器數(shù)據(jù)的命令，并將命令發(fā)送到 Bolt 設(shè)備。Bolt 設(shè)備執(zhí)行命令，并將響應(yīng)發(fā)送回 Bolt Cloud，Bolt Cloud 將其轉(zhuǎn)發(fā)給發(fā)起命令的用戶。

在本課中，我們了解了 Bolt Cloud 的架構(gòu)，Bolt 設(shè)備和用戶如何與 Bolt Cloud 進(jìn)行通信。在下一課中，我們將了解 Bolt Cloud 的工作原理。

Twilio：

Twilio是一個(gè)云通信平臺即服務(wù) (CPaaS)，允許軟件開發(fā)人員以編程方式撥打和接聽電話、發(fā)送和接收短信，以及使用其 Web 服務(wù) API 執(zhí)行其他通信功能。

Twilio 使用Amazon Web Services來托管電話基礎(chǔ)設(shè)施，并通過其 API提供HTTP和公共交換電話網(wǎng)絡(luò)(PSTN) 之間的連接。

Twilio 遵循一套架構(gòu)設(shè)計(jì)原則來防止意外中斷，并因在 2011 年 4 月亞馬遜網(wǎng)絡(luò)服務(wù)大范圍中斷期間保持在線而受到贊譽(yù)。

Twilio 支持開源軟件的開發(fā)，并定期為開源社區(qū)做出貢獻(xiàn)。2010 年 6 月，Twilio 推出了 Open VBX，這是一款開源產(chǎn)品，可讓企業(yè)用戶配置電話號碼以接聽和轉(zhuǎn)接電話。一個(gè)月后，Twilio 工程師 Kyle Conroy 發(fā)布了 Stash board，這是一種用Python 編程語言編寫的開源狀態(tài)儀表板，任何 API 或軟件服務(wù)都可以使用它來顯示其服務(wù)是否正常運(yùn)行。Twilio 還贊助由現(xiàn)任前 Twilio 工程師 Jeff Lindsay 創(chuàng)建的本地隧道，它使軟件開發(fā)人員能夠從NAT后面將他們的本地開發(fā)環(huán)境暴露給公共互聯(lián)網(wǎng)

創(chuàng)建和設(shè)置 twillo 帳戶：

參考鏈接： https: //support.vision6.com.au/hc/en-us/articles/230673727-Text-Messaging-Account-Setup-with-Twilio

組裝硬件

1.取土壤濕度傳感器，將其模擬引腳連接到Bolt IOT模塊中的A0引腳

2.將土壤濕度傳感器的VCC連接到Bolt IOT模塊中的5V

3. 將 motar 連接到 Bolt IOT 模塊的 GPIO 引腳

4.使用公母跳線連接

部分樣機(jī)圖片

注意：電機(jī)與水打交道，因此應(yīng)小心，因?yàn)槟撤N灑在電路和模塊上的水可能會造成損壞

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軟件配置：

我們將在我們的 PC (Windows) 上使用 VMware Ubuntu 設(shè)備。如果跳過此步驟，您可能會在安裝 Boltiot 包時(shí)遇到錯誤。

sudo apt-get -y update

第二步：安裝python3 pip3

pip3 是 python3 的包管理器，用于安裝和管理包和 python 庫。它是系統(tǒng)獨(dú)立的。

使用以下命令安裝 pip3，

sudo apt install python3-pip

第 3 步：使用 pip 安裝 Bolt IoT 庫。

現(xiàn)在我們將在您的 Ubuntu 服務(wù)器上安裝 boltiot python 庫。

在終端中鍵入以下命令以安裝 boltiot python 庫。

sudo pip3 install boltiot

現(xiàn)在我們完成了 boltiot python 庫的安裝。在下一節(jié)中，我們將學(xué)習(xí)如何使用 Bolt python 庫檢查設(shè)備狀態(tài)并關(guān)閉設(shè)備。

第 4 步：要獲取 Bolt API 密鑰和設(shè)備 ID，請轉(zhuǎn)到 Bolt 云并單擊 API 部分，您將獲取 API 密鑰。

現(xiàn)在轉(zhuǎn)到設(shè)備部分，您將獲得設(shè)備 ID

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通過在 Twilio 上創(chuàng)建帳戶

拿

SID、AUTH_TOKEN、FROM_NUMBER、TO_NUMBER

為此，請參考以下鏈接

參考鏈接： https: //support.vision6.com.au/hc/en-us/articles/230673727-Text-Messaging-Account-Setup-with-Twilio

使用 TWILIO 發(fā)送短信

第 1 步：連接溫度監(jiān)測電路 REFER - Hardware connections for soil moisture sensor。

第 2 步：通過輸入您的數(shù)字海洋水滴的 IP 地址登錄到 Putty。

第 3 步：成功登錄后，創(chuàng)建一個(gè)名為的文件，該文件conf.py將存儲與 Twilio 相關(guān)的所有憑據(jù)。在終端中創(chuàng)建新文件類型。sudo nano conf.py之后編寫下面的代碼以將所有憑據(jù)保存在一個(gè)文件中。

SID = 'You can find SID in your Twilio Dashboard'
AUTH_TOKEN = 'You can find  on your Twilio Dashboard'
FROM_NUMBER = 'This is the no. generated by Twilio. You can find this on your Twilio Dashboard'
TO_NUMBER = 'This is your number. Make sure you are adding +91 in beginning'
API_KEY = 'This is your Bolt Cloud account API key'
DEVICE_ID = 'This is the ID of your Bolt device'

注意：您必須用您的憑據(jù)替換上述所有值。您可以在 Twilio 儀表板中找到前四個(gè)值，在 Bolt Cloud 儀表板中找到后兩個(gè)值。

我們將所有憑據(jù)存儲在一個(gè)單獨(dú)的文件中，因?yàn)樗遣粦?yīng)與任何人共享的敏感數(shù)據(jù)。因此，最好避免直接在代碼中使用憑據(jù)。替換所有值后，使用 CTRL+X 保存文件。

第 4 步：現(xiàn)在再創(chuàng)建一個(gè)名為soil_moisture.py. 為此，您必須sudo nano soil_moisture.py在終端中輸入。現(xiàn)在我們將編寫主要代碼來從 Bolt 收集數(shù)據(jù)，并在超過閾值時(shí)發(fā)送 SMS。

代碼的算法可以分解為以下步驟 -

1. 從 Bolt 設(shè)備獲取最新的傳感器值。

2. 檢查傳感器值是否在我們的最小值和最大值指定的范圍內(nèi)。

3. 如果不在范圍內(nèi)，發(fā)送短信。

4. 等待 10 秒。

5. 從步驟 1 開始重復(fù)。

工作原則：

使用 Bolt IOT 的自動智能園藝和監(jiān)控系統(tǒng)的邏輯是，每當(dāng)植物干燥并且植物需要一些水時(shí)，連接到植物附近的電機(jī)會在特定時(shí)間段后的某個(gè)時(shí)間段給水，因?yàn)橛捎谕寥浪謧鞲衅髦怠?/font>

1. 最初將干旱條件的閾值固定為最大值，即植物表面完全干燥的土地

2.然后通過土壤濕度傳感器持續(xù)監(jiān)測植物狀況是否潮濕或干燥，并將數(shù)據(jù)發(fā)送到螺栓云

3. 基于 API 密鑰和 conf.py 文件的所有詳細(xì)信息，在 Ubuntu 服務(wù)器上顯示和運(yùn)行詳細(xì)信息，它還向 twilio 云服務(wù)請求 SMS 請求

結(jié)果：

匯編：

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回復(fù)：

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