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使用arduino实现本地气象站的数据采集学习记录

(2023-05-12 09:08:02)
分类: 研究-学习
这是吴俊杰老师组织的数字气象站系列活动的第二期,主要硬件是arduino及一些基础的传感器等硬件,比如DHT11温湿度传感器,1602LCD液晶显示屏(智能显示16字符共2行的简单内容,如数字和英文字母,不能显示汉字,很有局限性。后面我又购买了0.91寸OLED液晶屏,1.3A-12864液晶屏等,可以显示汉字字符,像素分辨率更高),又认识了自己一直在手上没用起来的时钟模块(MH-Real_Time Clock Modules-2),使用时需要接上CR2032的3V电池,接线除了VCC、GND(正负极)外,还有CLK、DAT和RST,能够获得年月日时分秒的数据;还有一个SD卡写入模块(MH-SD Card Module),可以将传感器获取的数据实时写入到存储卡中。接线有GND,5V,还有CS /MOSI/SCK /MISO,所有这些硬件可以再结合面包板或者arduino扩展板进行连接,最后实现:采集温湿度数据,配合日期和 时间数据 ,在Serial串口及显示屏中实时输出 ,并且可以将相关数据记录到SD卡中,最后将单机版数据进行表格化并移至EXCEL表格中进行进一步处理和分析。

接下来是自己的学习记录:

串口输出两路温湿度数值,用虚线隔开;

 

积木块内容一直循环执行,加间隔时间(延时);

使用arduino实现本地气象站的数据采集学习记录

显示设备显示数值:

为提高程序效率,可以使用变量

 

首先初始化声明(声明内语句只执行一次)

使用arduino实现本地气象站的数据采集学习记录

全屏状态左下角:例程。里面有所有的应用示例。

使用arduino实现本地气象站的数据采集学习记录

输出为小数

使用arduino实现本地气象站的数据采集学习记录


几个硬件连接的方法:

11602显示屏(16*2字符的显示屏,其他还有12864LCD显示屏,128*64字符点?)

接线问题还在困扰着我,传统的是16针脚,默认接线针脚较多,难入门;还有是IIC接口的,只有四五个针脚,集成度高,已购买,待学习

2.、日期时间模块(时钟模块DS1302,需要搭配CR2032纽扣电池使用)

 

可以直接显示系统日期和时间,但如果要定制格式,简单的语句块堆搭还没有实现。

使用arduino实现本地气象站的数据采集学习记录

利用mixly左下角“例程”,获得知识如下:

使用arduino实现本地气象站的数据采集学习记录
使用arduino实现本地气象站的数据采集学习记录

自定义的LsTime函数,实现的功能为时分秒为个位数时前一位补0

这里起更新时间效果的语句是“简单定时器”模块。(日期内容不需要实时更新)

使用arduino实现本地气象站的数据采集学习记录

最主要的设施是时间:获取系统时间、日期语句块

好像不使用简单定时器也没有什么问题(--??--

使用arduino实现本地气象站的数据采集学习记录

将温度和日期同时输出:

使用arduino实现本地气象站的数据采集学习记录

赋变量

使用arduino实现本地气象站的数据采集学习记录

发现问题:初始化只执行一次,故初始化中声明的变量其数值永不会发生改变。

解决办法:把变量赋值下移至主程序中。
使用arduino实现本地气象站的数据采集学习记录

因为1602直接接线很繁琐,我也一直没有成功过,后来就参照视频中老师的方法购买了I2C接入1602LCD显示器,连线方便了很多,但郁闷的是程序上传后只是屏亮却不显示任何的信息,苦恼了半天,担心是硬件有问题,联系卖家,他提供了一些技术资料,后来通过调节板子背后电位器的方法解决了这个问题。

SD

使用arduino实现本地气象站的数据采集学习记录
使用arduino实现本地气象站的数据采集学习记录
使用arduino实现本地气象站的数据采集学习记录

使用arduino实现本地气象站的数据采集学习记录

使用arduino实现本地气象站的数据采集学习记录

使用arduino实现本地气象站的数据采集学习记录

使用arduino实现本地气象站的数据采集学习记录

使用arduino实现本地气象站的数据采集学习记录

特别注意,串口打印输出和写入SD卡操作不能同时进行,必须禁用一个才能正常工作。


目前已经能够大致实现基本的数据采集功能,还有一个问题及时时钟模块每次重新启动后还是执行上次退出时的时钟时间,还有就是写入数据卡操作不是很稳定,有时候能写入,有时候没有写入。后续的数据操作还是很简单的,根据收集到的数据,在word插入表格中选择将文本转变为表格的方式生成表格,然后复制到excel中即可操作。
还要考虑的就是这个单机版的功能如何应用到课堂教学中的问题。如何设计?

之前我的认识是“数据”作为高中信息技术四个核心大概念之一,教科版教材中只是在第四章的数据与大数据中(公交车频率数据收集及数据分析对比)简单提及了一下,在必修教材中的占比分量较低,(还需要再了解下其他版本教材中的相关信息。选修中有“数据与数据结构”专门的内容)。那么如何在必修阶段让学生对“数据”这个核心大概念有更加有深度的认识?是否可以通过硬件的简单应用让学生关注身边的数据?再通过一段时间收集的温度湿度等数据让学生进行分析比较和思考?最终再结合图片等不同类型的数据,形成“迷你”大数据,让学生进一步分析和思考。
目前的疑问还有:1、只有温湿度数据,内容显得单薄;
2、若在课堂实施,学生能否把硬件操作起来?
3、非物联网数据,没有涉及到物联网相关知识和应用。

中国智慧教育平台中有不少部级微课都涉及到了数据相关主题,要学习人家优秀教学构思设计的同时,把数据相关知识再扩充一下。

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