物联网SIOT便携式学生气象监测胶囊制作

物联网 SIOT 便携式学生气象监测胶囊

专为中学生劳动课程设计的便携式气象监测装置，以掌控板2.0为主控，集成DHT11温湿度、BMP388大气压、FC-37雨滴、土壤湿度等多种传感器。数据通过WiFi上传至学校NAS上的Blynk服务器，学生手机App远程查看。外形采用3D打印胶囊外壳，单手可拿。

设计背景

劳动基地普遍缺乏便捷的气象感知手段，学生无法及时知悉温湿度、降雨与土壤墒情。传统气象站体积大、价格昂贵，不利于学生分组探究。本作品让每人一台，走到哪测到哪。

器材清单

合计298.90元，按DF教育套件计价。

引脚分配

• P0：DHT11温湿度（单总线）
• P1：土壤湿度传感器（模拟量）
• P2：FC-37雨滴传感器（模拟量AO）
• I2C：BMP388大气压（地址0x77）
• P5：WS2812灯条（电量提示）
• 板载：光敏传感器测光强，OLED屏本地显示

胶囊外壳设计

抛弃传统百叶箱造型，改用3D打印的胶囊外壳：下部绿色胶囊体、头部透明罩。内部器件用3mm椴木板激光切割固定。顶部安装雨量传感器并微微倾斜方便排水，盒体多开排气孔兼顾散热与气压平衡，留出采光口让光敏能看见天光。

物联网方案

Blynk服务器搭在学校Synology NAS上，配合内网穿透实现外网访问。学生用4G网络也能看到实时数据，不依赖第三方云平台。掌控板通过WiFi将七项数据（温度、湿度、光照、大气压、海拔、雨量、土壤湿度）上传，手机App远程查看数值与折线图。

程序实现

使用Mind+图形化编程。主循环每3秒采集一次传感器数据，OLED屏分两屏轮流显示。灯条WS2812按电量变色：绿色大于60%，黄色30%到60%，红色低于30%。数据通过Blynk库上传到服务器。