描述

作為我們在 Polytech Sorbonne 學習的一部分，這是一個嵌入式系統項目。我們設計了一個測量屋頂植物各種參數的系統，然后將其應用于我們工程學院農業食品部門太陽能電池板效率與植物之間關系的研究。

我們的設備放置在太陽能電池板上方。項目的功能并不復雜。它使用傳感器測量土壤和空氣的溫度和濕度，以及陽光的強度和光譜。結果將在 Ubidot 平臺上可視化。

我們花了將近三個月的時間（每周工作8小時）來實現，包括傳感器編程、Sigfox通信模塊編程、PCB板設計、電源模塊設計、PCB板焊接和測試、功耗優化等階段。

詳細功能

監測包括管理：

• 空氣/土壤水分
• 空氣/土壤溫度
• 亮度（甚至 RGB 光線）

使用微控制器和傳感器

附加的功能：

1.準備好你要用的所有材料，檢查針腳并制作一張地圖，你將根據它連接電線。選擇取決于您想要實現的功能以及您想要放置傳感器的位置。或者你可以按照我們設計的地圖走。

先決條件

有知識

• 微控制器編程（C++語言）
• 如何閱讀數據表并提取最重要的數據
• I2C、UART 協議

如何使用 Sigfox 發送數據：

• 指令
• 每天可以發送多少條消息？

項目信息

• 狀態：已完成
• 難度：中級（計算機科學的先決條件）
• 預計時間：3個月（一隊4人）

要遵循的步驟

1.準備好你要用的所有材料，檢查針腳并制作一張地圖，你將根據它連接電線。選擇取決于您想要實現的功能以及您想要放置傳感器的位置。或者你可以按照我們設計的地圖走。（在附件中找到）

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2.對開發板STM32 NUCLEO-L432KC進行編程

• 從傳感器中檢索數據
• 使用 Sigfox 轉換要發送的數據
• 創建一個類以控制 Sigfox 模型
• 配置開發板在Sigfox模塊不發送報文時進入深度睡眠模式，以降低功耗。

3.數據可視化

• 激活您的 Sigfox 帳戶（您可以按照官方文檔中的步驟操作：Sigfox Activate | Sigfox Resources）
• 在您喜歡的平臺上創建一個帳戶（我們在這一步中使用了 Ubidots）
• 在數據庫中保存數據
• 創建儀表板并顯示數據
• 如果您有多個 Sigfox 模塊，請創建一個下拉列表以允許最終用戶過濾要顯示的數據

如果您有任何問題，我們在這里有一些關于如何鏈接 Sigfox 和 Ubidots 的詳細解釋。

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4. 如果您想創建該項目的 PCB，我們在附件中提供了示例。我們的示例中有兩塊 PCB，一塊用于供電，另一塊用于主要組件。

5.功耗的改善。

除了為STM32 NUCLEO-L432KC增加deepsleep模式外，還可以增加一個三極管，在傳感器不工作時切斷所有傳感器的電壓供應。我們將三極管的基極引腳連接到 NUCLEO 的引腳 D9，它控制所有傳感器的電壓供應。

就我們系統的消耗而言：

測量和發送數據：70mA

睡眠模式下的傳感器和 Sigfox：10mA

編程

我們的代碼以簡潔的方式基于語言 C++。

我們使用mbed上共享的傳感器的庫函數，使用這些庫，我們編寫了文件。為了通過 Sigfox 發送消息，我們還編寫了一個庫 Sigfox，包括連接、發送數據和休眠的方法。我們的代碼在附件中。

我們使用的庫可以在 Mbed 中找到。庫 可以在附件中找到。

#include"DS1820.h"
#include"DHT.h"
#include "TCS34725.h"
#include "WakeUp.h"

#include "Sigfox.h"

文件中的以下函數用于讀取不同類型的數據。您不需要重寫這些函數，它們也可以在庫中找到。

u8 readBat(){} //read the battery power
void ReadTempHumiAir(){} //read the temperature and humidity of air then save them in Temp_Air and Humi_Air
void ReadTempSol(){} //read the temperature of the soil then save it in Temp_Sol
void ReadHumiSol(){} //read the Humidity of the soil then save it in Humi_Sol
void ReadRGBC(){} //read RGB of the light and save it in r,g,b
void ReadLumi(){} //read the illumination intensity then save it in Lumierevoid ReadRGBC(){} //read RGB of the light and save it in r,g,b
void ReadRGBC(){} //read RGB of the light and save it in r,g,b

還有一個名為“Sigfox.h”的文件，其結構非常簡單。以下塊解釋了類 Sigfox 的工作原理。

Sigfox(PinName, PinName); //The constructor of the class
bool ready();             //Check if the module Sigfox is ready for work
void send(s16 ...);       //Send all the data measured by our sensors to the cloud
void sleep();             //Enable the power save mode
void wake();              //Enable the normal mode

結果展示

完成所有這些步驟后，現在我們可以通過 Ubidots 平臺觀察數據。https://industrial.ubidots.com/accounts/signout/

這是數據的一個例子。

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反饋

我們繼續致力于這個項目，我們希望它能證明對更廣泛的社區有用。如果您有任何問題，請隨時在這里給我們留言。

享受！