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一種完全自主的方式來監控您家中的房間

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資料介紹

描述

想要一種完全自主的方式來監控您家中的房間（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網連接來檢查您的家或辦公室怎么辦？

幸運的是，監控您的家不僅容易，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算房間內的熱指數
連接運動傳感器以告知房間內有人的時間
使用 Arduino Yun將捕獲的信息流式傳輸到云服務
將該信息轉換為您可以在筆記本電腦或移動設備上訪問的個人家庭儀表板

設置云

該項目的主要要求是自動建立 WiFi 連接，以便將傳感器數據發送到遠程可訪問的可視化設備。收集和發送傳感器數據的腳本也應該在斷電時自動啟動。

Arduino 非常適合這一點，因為它會在通電時運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，可以輕松建立互聯網連接。Yun 甚至可以運行 Linux，盡管我們沒有在這個項目中利用它。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，因為它們有一個簡單的分線連接器，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施該項目，但我將介紹如何使用 Yun 和 Grove 傳感器設置我的傳感器盒。

SD 卡設置

Yun 與許多其他 Arduino 開發板不同，因為它使用 SD 卡啟動。Yun 使用OpenWRT來運行它的 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算機。確保您的卡已格式化為 FAT（而非 FAT 32）文件系統。這可以通過Mac OSX 中的“磁盤工具”或Windows 中的“計算機”窗口來完成。???

當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行下載。??

一旦你的 SD 卡完成格式化并且 OpenWRT 已經下載，將 OpenWRT zip 文件復制到你的 SD 卡并彈出卡。現在將卡放入 Yun 的微型 SD 插槽，并使用微型 USB 轉 USB 線將 Yun 插入計算機的 USB 端口。

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

連接到 Yun 的 Wifi 后，在瀏覽器地址欄中轉到 192.168.240.1。您應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。

連接到無線網絡

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 WiFi 網絡的名稱）、更改密碼以及更改 Yun 的時區。

無線參數是我們最關心的部分。在這里您可以找到您希望 Yun 在啟動時自動連接的無線網絡。仔細輸入網絡密碼，然后單擊“配置并重新啟動”。

注意：Yun 連接到無線網絡后，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絡。這將允許您通過 SSH 進入 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 設置但無法訪問它自動連接的無線網絡，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置。??

WiFi 重置按鈕

安裝 Arduino IDE 和庫

與 Arduino 的通信主要通過 Arduino IDE 完成。這就是我們如何將草圖上傳到每次板子開機時執行的板子。訪問Arduino 軟件頁面，在當前可用 IDE 版本右側的列表中找到您的計算機類型。下載 zip 文件并解壓縮以進行安裝。??

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

現在您已經有了與 Yun 交互的 IDE 設置，我們需要安裝一個庫來配合 Grove Temperature/Humidity Pro 傳感器。

這個特定的項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... 。

標題（可選）

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

終于到了開始為我們的 Yun 添加一些傳感器的時候了。幸運的是，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??！

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。

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。這實際上不是必需的，因為我們只使用 3 個傳感器，但如果您決定添加超過 4 個，您將需要更多點來獲取電源。

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字引腳 2，運動傳感器連接到數字引腳 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

我們已經安裝了溫度/濕度傳感器庫。它實際上包含一個名為 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制它：? https ://github.com/InitialState/arduinosensorbox/blob/master/DHTtester.ino

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

一旦您知道傳感器正在工作，您就可以繼續測試下一個！

PIR 運動傳感器

現在讓我們測試運動傳感器。如果檢測到運動，它會變高。

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

打開串行監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。它給我們的數字是以 Lux 為單位的環境光級別。您可以使用此處的草圖對其進行測試：? https ://github.com/InitialState/arduinosensorbox/blob/master/lighttest.ino

運行此腳本會將光照級別打印到串行監視器。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境的典型光照水平的良好列表：http ://www.engineeringtoolbox.com/light-level-rooms-d_708.html?

現在我們知道所有三個傳感器都在工作，我們可以繼續一次讀取它們！

把它們放在一起

我們將項目的三個組成部分放在一起工作 - 溫度和濕度傳感器、運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據找到一個家，并將這些數據變成一個易于訪問的儀表板。

初始狀態

我們希望將所有傳感器數據流式傳輸到云服務，并讓該服務將我們的數據轉換為一個漂亮的儀表板，我們可以從筆記本電腦或移動設備訪問它。我們的數據需要一個目的地。我們將使用初始狀態作為該目的地。

第一步：注冊初始狀態賬戶

轉到https://www.initialstate.com/app#/register/并創建一個新帳戶。??

第 2 步：訪問密鑰

我們需要一種方法將我們要發送的數據與您的帳戶相關聯。Initial State 使用訪問密鑰執行此操作。

在網絡瀏覽器中轉到您的 Initial State 帳戶，單擊右上角的用戶名，然后轉到“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。

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

復制此密鑰，因為我們的測試和最終腳本需要它。

第 3 步：運行示例

運行測試草圖以確保我們可以為您的 Initial State 帳戶創建數據流。?將第 14 行的 Your_Access_Key 替換為您的訪問密鑰并運行以下命令：? https ://github.com/InitialState/arduino_streamers/blob/master/arduinoyunstream.ino?

第 4 步：利潤

在您的網絡瀏覽器中返回您的 Initial State 帳戶。一個名為“Arduino Stream”的新數據桶應該出現在您的日志架的左側（您可能需要刷新頁面）。單擊此存儲桶，然后單擊 Waves 圖標以查看測試數據。

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

您現在已準備好開始從您的傳感器盒流式傳輸真實數據。

最終草圖

將所有內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

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容都可以在第 7-36 行中找到。

在每個相應的傳感器部分下，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）。

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，您也可以在此處進行設置。

在我們運行草圖之前，讓我們先了解一下它將要做什么。

在草圖的開始，我們將為我們的事件流創建一個數據桶。我們將看到“Posting Bucket！” 打印到串行監視器。

草圖將等待 2 秒并開始獲取傳感器數據。在繼續發布數據之前，它將從所有三個傳感器獲取數據。

每個事件流將一次發布一個（由于 WiFi 的長度上限問題）。您將看到“發送事件流#”，后跟事件流編號和打印到串行監視器的數據。

每分鐘將向您的 Initial State 帳戶發送一批新的 6 個事件

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”一詞的行來修復它。當然，這也剝奪了調試草圖的能力。Yun's Bridge 允許我們訪問另一個調試庫，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]”才能查看串行監視器的輸出。

您的個人儀表板

轉到您的 Initial State 帳戶并單擊名稱與 BUCKET_NAME 參數對應的新數據桶（即 Yun Sensor Box）。單擊 Tiles 以查看您的傳感器盒儀表板。一旦讓草圖至少進行一次測量，您應該會看到六個圖塊 - 濕度、溫度、熱指數、光線、運動和我感覺如何。在運動探測器前揮手，遮住光傳感器，實時觀看儀表盤更新。此儀表板使您能夠一目了然地查看房間內發生的情況，當您不在家或外出時非常方便。

如果您想查看房間中是否有運動，請在“運動”磁貼中尋找一個行走的人。根據 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。