使用Arduino的Bytebeam SDK進行智能室內(nèi)農(nóng)業(yè)

描述

室內(nèi)農(nóng)業(yè)是當今經(jīng)常談?wù)摰?a href='http://www.wenjunhu.com/v/tag/' target='_blank' class='arckwlink_none'>話題，因為它嚴重影響植物的生長和植物的生產(chǎn)力。

對優(yōu)質(zhì)農(nóng)產(chǎn)品的需求不斷增加，而可耕地數(shù)量有限，迫使人們重新思考農(nóng)業(yè)實踐。人們正在探索新的農(nóng)業(yè)領(lǐng)域，如室內(nèi)農(nóng)業(yè)、水培和氣培。

在室內(nèi)農(nóng)業(yè)中，農(nóng)民需要維持植物生長的人工環(huán)境，這導(dǎo)致了室內(nèi)農(nóng)業(yè)技術(shù)的進步。

有一些關(guān)鍵參數(shù)會影響室內(nèi)農(nóng)場植物的生長生產(chǎn)力，如溫度、濕度、二氧化碳和光照強度。通過監(jiān)測和控制這些因素，農(nóng)民可以創(chuàng)造最佳的生長環(huán)境，最大限度地提高作物產(chǎn)量和質(zhì)量。

• 溫度：不同的植物對最佳生長的溫度要求不同。通常，大多數(shù)植物在 65°F 至 80°F（18°C 至 27°C）的溫度下生長良好。
• CO2：二氧化碳對于光合作用至關(guān)重要，光合作用是植物從陽光中產(chǎn)生能量的過程。增加二氧化碳水平可以促進植物生長和生產(chǎn)力。
• 濕度：濕度水平會影響植物生長，并會影響病蟲害的傳播。濕度過高會導(dǎo)致發(fā)霉和霉變，而濕度過低會使植物干燥。
• 光強度：光對于光合作用至關(guān)重要，植物根據(jù)其生長階段需要不同量的光。室內(nèi)農(nóng)民可以使用 LED 或熒光燈等人工照明系統(tǒng)來提供必要的光照。

牢記影響室內(nèi)農(nóng)場植物產(chǎn)量的所有因素。我們將通過分步指南為室內(nèi)農(nóng)場創(chuàng)建物聯(lián)網(wǎng)解決方案，以使用 Bytebeam Arduino SDK 和 Bytebeam Cloud 分析溫度、濕度和二氧化碳。在此博客中，我們將演示以下內(nèi)容：

• 設(shè)置 Bytebeam 云控制臺：我們將在 Bytebeam 云控制臺上創(chuàng)建一個帳戶并設(shè)置一個新項目。
• 設(shè)置 ESP32：我們將設(shè)置 ESP 32 并將傳感器與其集成。
• 設(shè)置 Bytebeam Arduino SDK ：我們將從 Arduino 庫管理器安裝 Bytebeam Arduino 庫。
• 配置 ESP32 ：我們將使用配置 JSON 來配置 ESP32。
• 將 ESP32 連接到 Bytebeam 平臺：我們將學(xué)習(xí)如何將 ESP32 連接到 Bytebeam 平臺，以及如何將數(shù)據(jù)從設(shè)備發(fā)送到云端。
• Bytebeam 云控制臺上的數(shù)據(jù)可視化：我們將探索 Bytebeam 的數(shù)據(jù)可視化工具，并學(xué)習(xí)如何實時查看和分析來自連接的 Arduino 設(shè)備的數(shù)據(jù)。

讓我們開始吧。

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Hardware and Software Specifications硬件規(guī)格

• ESP32
• SCD4x 二氧化碳傳感器
• SHT31溫濕度傳感器
• 2 通道繼電器。

軟件規(guī)格

• Bytebeam云平臺賬號
• 開發(fā)環(huán)境
• 字節(jié)束 Arduino SDK
• SHT31 Arduino 庫
• SDC4x Arduino 庫
• 室內(nèi)農(nóng)場 Arduino 應(yīng)用

設(shè)置字節(jié)束云

Bytebeam 是一個完全托管的云平臺。它滿足從設(shè)備管理到儀表板、處理操作和通知到 OTA 更新的所有云需求。它提供以下功能

• 設(shè)備注冊
• 無線更新
• 配置管理
• 設(shè)備到移動通信
• 網(wǎng)絡(luò)儀表板
• 基于角色的訪問控制

如果您是 Bytebeam 物聯(lián)網(wǎng)云平臺的新手。閱讀bytebeam 入門教程，深入了解 Bytebeam 的概念。我希望您發(fā)現(xiàn)入門指南有用并且了解 Bytebeam Cloud 的概念。

• 首先，為進入設(shè)備管理面板創(chuàng)建一個新設(shè)備，然后單擊創(chuàng)建設(shè)備

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• 當您在提示中點擊提交時。將下載一個新的JSON文件，其中包含身份驗證證書、代理、device_id 和項目 id 。您需要將此文件保存在 ESP 文件系統(tǒng)中。我們將在后面的部分中討論這一點。

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• JSON 將如下所示。

{
 "project_id": "****",
 "broker": "******",
 "port": 8883,
 "device_id": "**",
 "authentication": {
      "ca_certificate":*"*********",
      "device_certificate": "**********",
      "device_private_key": "***********"
      }
}

• 接下來，我們使用溫度、濕度和二氧化碳參數(shù)。我們需要在 Bytebeam 云控制臺中根據(jù)我們的項目配置流。為此，轉(zhuǎn)到Admin -> Streams并在列名稱中添加溫度、濕度和 co2 及其各自的數(shù)據(jù)類型。

設(shè)置 ESP32

本指南假定您熟悉 Arduino 并在 Arduino IDE 上設(shè)置了 ESP32。接下來的步驟將指導(dǎo)您完成項目設(shè)置和硬件連接

硬件連接

ESP32 使用GPIO 21和GPIO 22引腳用于 I2C。SDA引腳連接到GPIO 21 ，SCL 引腳連接到GPIO 22 。

• SCD41 CO2 傳感器帶有 I2C 連接。將 SCD41 的 SDA 引腳連接到 ESP32 的 GPIO21，將 SCL 引腳連接到 ESP32 的 GPIO 22。
• SHT31 溫度和濕度傳感器帶有 I2C 連接。將 ESP32 的 SDA Pin 連接到 ESP32 的 GPIO21，將 SCL Pin 連接到 ESP32 的 GPIO 22。
• 連接 2 通道 5V SSD 繼電器與 GPIO 4 和 GPIO 15

項目設(shè)置

首先要開始使用 Arduino 的 Bytebeam SDK，您需要安裝 Bytebeam Arduino 庫。這可以從 Arduino 庫管理器下載。要更多地了解 Bytebeam Arduino 安裝、設(shè)置及其功能，請閱讀我們的 3 部分教程系列：

• 數(shù)據(jù)可視化
• 無線更新
• 自定義命令

查看本指南以完成后續(xù)步驟。

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為 ESP32 提供設(shè)備配置數(shù)據(jù)

在本指南的前面部分，我們在 bytebeam 云控制臺中配置了一個新設(shè)備并下載了一個 JSON 文件。我們需要將此文件閃存到名為 SPIFFS 的 ESP32 文件系統(tǒng)，以將我們的設(shè)備連接到云端。

• 要配置您的 ESP32 設(shè)備，請打開 Arduino 并導(dǎo)航至文件->示例->BytebeamArduino->配置->SPIFFS配置。對于本指南的范圍，我們將進行 SPIFFS 配置

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• 現(xiàn)在復(fù)制您下載的 JSON 的內(nèi)容并將其粘貼到deviceConfigWriteStr的代碼中
• 現(xiàn)在上傳你的例子

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• 接下來打開 Arduino串行監(jiān)視器
• 在串行監(jiān)視器中，您可以看到該設(shè)備已成功配置。

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獲取溫度、濕度和二氧化碳值

Bytebeam 云中的數(shù)據(jù)可視化

• ESP32 與 Bytebeam 云成功連接后。我們可以在云控制臺看到最近的設(shè)備影子和心跳。

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• 現(xiàn)在讓我們創(chuàng)建一個儀表板來可視化我們的數(shù)據(jù)。按照數(shù)據(jù)可視化入門指南創(chuàng)建您選擇的儀表板和可視化。
• 您可以以圖表、儀表、直方圖、最新值等形式創(chuàng)建可視化

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結(jié)論

我希望你覺得本教程有用。我們將使用 ByteBeam 提出其他有趣的用例。保持聯(lián)系以獲取有關(guān)許多其他有趣的物聯(lián)網(wǎng)項目的信息。

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