毕设参考“摸鱼”神器，用 ESP32 + HaaS Python DIY一款全功能鱼缸 控温过滤换水一键执行

Posted 2022-04-20 HaaS技术社区

智能水族箱

   下图是本案例除硬件连线外的3步导学，每个步骤中实现的功能请参考图中的说明。

简介

   伴随着人们生活水平的提高，养鱼已经成为了一种新的时尚，各种桌面鱼缸层出不穷，但是市面上的鱼缸系统多是比较简单的，智能鱼缸可谓是凤毛麟角，同时也价格不菲。鉴于此，我们HaaS团队打造了一款智能水族馆案例。通过监测水温，水位，以及水质，继而通过物联网平台的功能动态的调节鱼缸生态。

   本案例中用到的传感器比较多，其中包括TDS、水温，以及压力传感器（用于测水位），充分应用到我们的日常生活中，比如水质仪，净水器，温控热水壶，胎压仪，体重秤等等。

准备

   本案例打造需要如下硬件：

• Nodemcu32S一台
• HX710AB气压传感器一个
• 18B20水温传感器一个
• TDS传感器一个
• 继电器三个
• 杜邦线若干
• MicroUSB数据线一条

硬件连线图

   硬件连线图如下图所示：

   继电器外接的水泵，加热棒，以及过滤器，建议采购低压直流设备，如确需强电设备，请注意强电隔离，做好防护。

物联网平台开发

   整个过程包含以下4个步骤：

1. 开通公共实例
2. 创建产品（设备模型）
3. 定义产品功能（物模型）
4. 创建设备及获取三元组

开通公共实例

   对于第一次使用物联网平台的读者，需要开通实例以使用物联网平台的功能。这里可以使用免费的公共实例进行开发。

   在物联网平台中，左上角选择“华东2-上海”，点击“公共实例”，即可开通。开通后点击“公共实例”，即可进入控制台进行产品创建。

创建产品（设备模型）

   进入公共实例控制台，点击“创建产品”按钮，即可进入新建产品页面。

   进入新建产品页面，设定“产品名称”，这里我们命名为“智能水族箱”，读者也可以根据自己的喜好来命名。在“所属品类”中，选择“自定义品类”。

   产品的节点类型选择“直连设备”，数据格式选择“ICA标准数据格式”，检验类型和认证方式选择默认设定即可。开发者可根据自己的需求在“产品描述”页面添加针对此产品的描述。

   对于 ESP32 等搭载 Wi-Fi 的设备而言，联网方式选择“Wi-Fi”。

   点击“确认”按钮，即可完成产品创建。

   点击“前往定义物模型”

定义产品功能（物模型）

   开发者可以使用准备好的物模型文件来进行快速导入。点击左上角“快速导入”，选择物模型文件智能水族箱物模型并上传，就能够生成案例对应的物模型。

   生成后的效果如下：

   定义好物模型后，需要发布物模型上线，并发布产品，以使变更生效。

   产品及其物模型创建完成后就可以创建这个产品的设备了。

创建设备及获取三元组

   点击左侧栏中“设备“，在筛选框中选择要添加设备的产品，点击“添加设备”。这里这里我们命名为“test_device”，开发者也可以根据自己的喜好来命名。

   生成的设备如下。

   开发者也可以选择“批量添加”，一次性添加多个设备，并生成随机的DeviceName。

点击前往“查看”按钮，就可以看到此设备的详细信息了。

   点击右上角的“查看”按钮，就能看到设备的三元组信息了。 三元组是物联网设备端和物联网云端设备相关联的唯一标识符，在设备端连接云端的时候会使用三元组信息和云端进行鉴权，鉴权通过之后云端会认为设备已激活并上线。

   再次前往物联网平台的设备信息页面，若设备运行正确，此时应该可以看到设备名右侧的状态由“未激活”变为“在线”。 选中“实时刷新”，可以看到数据实时从设备上报到物联网平台。设备上云成功。

设备端开发

开发环境

   在进行下一步之前请确保ESP32开发环境已经搭建完毕。详情请参考esp32开发环境的说明。

创建解决方案

如下图所示，打开VS Code之后在新建一个基于helloworld的python工程，设定好工程名称（“smart_aquarium”）及工作区路径之后，硬件类型选择ESP32，点击立即创建，创建一个Python轻应用的解决方案。

下载设备端代码并解压，将解压后的所有脚本复制覆盖刚刚创建的工程目录下，之后，对代码进行如下修改。

Python脚本的详细说明请参考脚本内嵌的文字版注释

1. 填写Wi-Fi名称及密码

   在main.py中，填写可用的Wi-Fi名称及密码。

# wifi连接的的ssid和pwd定义
wifiSsid = "请填写您的路由器名称"
wifiPassword = "请填写您的路由器密码"

1. 修改设备端三元组

   在main.py中，填写创建的设备三元组信息。关于设备三元组的获取，请参考"创建设备及获取三元组"中的步骤。

# 三元组信息
productKey     = "产品key"
deviceName     = "设备名称"
deviceSecret   = "设备密钥"

运行结果

在物联网平台上查看设备数据

   再次前往物联网平台的设备信息页面，若设备运行正确，此时应该可以看到设备名右侧的状态由“未激活”变为“在线”。

物联网应用开发

IoT Studio 提供了应用快速开发的能力，可以很方便地与物联网平台进行联动。本节的开发工作也将围绕 IoT Studio展开。

新建“普通项目”

打开IoT Studio官网，在项目管理中新建一个空白项目，如下图所示，将此项目命名为“智能水族箱项目”,开发者也可以根据自己的喜好来命名。

关联产品

为了使本项目能够获取到目标设备的定位信息，我们首先需要将该项目和我们在前一节创建的产品“智能水族箱”绑定。

在项目控制台，点击左侧的“产品”，点击“关联物联网平台产品”。此时可以看见我们创建的“智能水族箱”。点击选中，并勾选“关联产品同时关联其下所有设备”，以便该项目可以访问到所有设备的信息。

创建“移动应用”

界面开发及交互配置

按下图所示依次将控件拖入界面中，可以根据自己需要添加所需要的控件。各组件的说明请参考IoT Studio组件说明。

按下图所示，为每一个按钮配置交互行为，当点击特定按钮时，设置设备物模型标签为对应值。首先配置传感器数据。

接下来配置开关按钮对应的数据源。

预览及发布应用

点击右上角按钮预览或发布，即可在手机上使用应用，可以实现随时随地远程控制啦。

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