【K12物联网神器-SIoT】基于mind+掌控板教程(上)

网友投稿 2019-06-17 14:45

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一、SIoT简介

SIoT是一个为中小学STEM教育定制的跨平台的开源MQTT服务器程序,S指科学(Science)、简单(Simple)的意思。SIoT重点关注物联网数据的收集和导出,是采集科学数据的最好选择之一。

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那什么是物联网?什么又是MQTT呢?

1.1 物联网

物联网(Internet of Things,缩写IoT)是互联网的一个延伸,互联网的终端是计算机(PC、服务器),而物联网的终端是硬件设备,无论是家电、工业设备、汽车、监测仪器,所有这些终端都可以互联,可以总结为万物互联。

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1.2 MQTT

MQTT(Message Queuing Telemetry Transport,消息队列遥测传输协议)是一个基于客户端-服务器的消息发布/订阅传输协议。

MQTT协议是轻量、简单、开放和易于实现的,这些特点使它适用范围非常广泛。

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1.3 SIoT

SIoT为“虚谷物联”项目的核心软件,是为了帮助中小学生理解物联网原理,并且能够基于物联网技术开发各种创意应用。

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二、安装运行

2.1 SIoT软件下载

下载地址:http://mindplus.dfrobot.com.cn/siot

根据自己电脑的系统,对应下载SIoT软件压缩包,例如Windows系统下载win32。

2.2 SIoT软件准备

SIoT是一个绿色软件,将下载的压缩包解压并打开。

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由于Mind+目前只支持Windows下Win7及以上版本,本篇教程将以SIoT_win32为例,讲述如何使用Mind+软件实现SIoT操作。

2.3 Mind+软件下载 

Mind+是一款基于Scratch3.0开发的青少年编程软件,支持arduino、micro:bit、掌控板等各种开源硬件,只需要拖动图形化程序块即可完成编程,还可以使用python/c/c++等高级编程语言,让大家轻松体验创造的乐趣。

下载地址:http://mindplus.cc

* 本教程使用的是Mind+1.5.5版本软件。

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2.4 Mind+软件安装

2.4.1 安装软件

双击下载的文件完成软件安装。

2.4.2 安装驱动

STEP1:打开Mind+软件,点击“教程”——“视频教程”打开教程。

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STEP2:打开“安装驱动”视频教程。

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STEP3:根据视频悬浮窗中的教程,一键安装驱动,这一步很重要!安装一次,一劳永逸!

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三、快速入门

本篇教程将以win10系统为例,通过几个简单的程序案例,以掌控板为智能终端,主要介绍在Mind+软件中实时模式下如何运行SIoT,关于上传模式下SIoT的运行请详见“掌控板—SIoT上传模式教程”。

* 特别说明:Arduino uno 和 micro:bit板子也可以在Mind+软件中进行实时模式和上传模式SIoT的运行,但不同的是arduino uno 和 micro:bit板不具备物联网通讯功能,而在SIoT上传模式中需要通过物联网采集数据,因此需要借助OBLOQ物联网模块。(点击文末阅读原文了解详情)

3.1 实时模式

在实时模式下,按照是否连接掌控板,又可分为两种情况。

3.1.1 实时模式,不连接掌控板

在实时模式下不连接掌控板时,SIoT平台可与软件界面的舞台互动。

项目案例:在SIoT平台输入消息,舞台角色说出消息内容

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项目实现步骤:如下STEP1-STEP9。如果是第一次使用SIoT,请严格按照以下步骤进行操作。

STEP1:运行SIoT系统

双击运行SIoT_win.exe,可以看到一个黑色的CMD窗口。

* 使用SIoT过程中一定不要关该窗口。

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STEP2: 电脑连接WIFI

将电脑连接到WIFI。

* 提供WIFI的路由器或手机热点可以不连接互联网,因为使用SIoT实现物联网应用时,只需要使用路由器或手机热点建立一个局域网即可。

STEP3:获取电脑IP

电脑每次连接WIFI,都会生成一个IP地址,每个IP地址对应的电脑都是唯一的。运行SIOT程序后会在电脑上建立一个SIOT服务器,其他设备要访问这个服务器,需要知道这个SIOT服务器所在电脑的IP地址。

获取电脑IP的方法有很多,可在网页上搜索到,下面我们来介绍其中一种简易操作方法,通过以下3步获取电脑IP。

1、同时按下键盘上“WIN”+“R”,弹出如下运行窗口。

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2、输入“cmd”,点击确定,弹出小黑框。

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3、在小黑框中输入“ipconfig”,点击键盘“enter”,在小黑框中可以看到IP地址,如下图IP为192.168.199.235。

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* 每次连接不同的WIFI,电脑的IP地址都可能会发生变化,需要通过上述方法重新获取。

STEP4:打开SIoT网页端

1、打开电脑浏览器,在网址栏输入在“STEP3”中获得的IP地址加上“:8080”,如:192.168.199.235:8080

* “:” 需在在英文输入法下。

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2、点击键盘enter键,打开即为SIoT网页端,如下图:

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3、打不开怎么办?

■ 检查siot的小黑窗是否打开

■ 检查ip地址是否错误,如果有多个ip地址就一个一个尝试

■ 关闭网络防火墙

STEP5: 登陆SIoT网页端

账号:siot

密码:dfrobot

输入账号、密码后,点击“登陆”,登陆后页面如下:

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* SIoT网页端账号、密码都是统一的。

STEP6:Mind+编程

实现功能:在SIoT平台输入消息,舞台角色说出消息内容。

1、打开Mind+软件(1.5.5及以上版本),选择“实时模式”:

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2、点击“扩展”:

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3、选择“网络服务”,点选“MQTT服务”后点击“返回”:

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4、编写程序:

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5、在 MQTT初始化参数指令中点击“设置”设置MQTT初始化参数:

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STEP7: 运行程序

点击“绿旗”标志 或主程序运行程序,可以看到角色会先说“OK”2秒,再说“hello”2秒。说“OK”表示MQTT连接成功,说“hello”表示MQTT成功发送消息“hello”到Topic_0中。

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STEP8: 在SIoT网页端查看消息

打开SIoT网页端,点击“设备列表”,可以看到“项目ID”、“名称”对应为程序中自定义Topic_0的信息。

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点击“查看消息”,在弹出窗口中可以看到设备的MQTT消息记录:

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如上图,为程序中对Topic:“syj/1号”的消息记录,可看到消息内容和发送时间。

STEP9: 项目功能实现:在SIoT平台输入消息,舞台角色说出消息内容

例如:在“发送消息”栏发送“你好啊”,舞台角色对应说出“你好啊”。

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 至此就完成了在Mind+实时模式下SIoT与舞台的互动啦,但是所谓物联网,不连接外部硬件设备到物联网平台,又怎么能体现出它的优势呢!所以接下来,让我们通过加入掌控板一起来体验SIoT对硬件的控制。

3.1.2 实时模式,连接掌控板

在Mind+实时模式下,加入掌控板,SIoT平台可以采集掌控板上传感器的数据,也可以控制掌控板的声、光、动输出。

项目案例:在SIoT平台输入消息,控制点亮或熄灭掌控板的LED灯。

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项目实现步骤:STEP1-STEP8。

STEP1-5与3.1.1相同

STEP6: 连接掌控板

将掌控板通过USB线连接到电脑,在Mind+中“连接设备”下点击对应COM口。

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在连接设备前可看到提示“未连接设备”。连接成功后,可看到对应COM口和提示“连接设备成功” 。

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STEP7:修改程序

1、在“扩展”中“主控板”下选择“掌控板”:

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2、程序修改如下:

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STEP8: 功能实现

发送“on”,灯亮;发送“off”,灯灭。

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四、总结


4.1 小贴士-服务器信息


SIoT启动后,你的计算机就成为了一个标准的SIoT服务器,使用任何一款SIoT客户端程序就可以访问。

■ 服务器地址:计算机局域网IP地址

■ SIoT端口:1883

■ 用户名:siot(小写)

■ 默认密码:dfrobot(小写)

■ 消息主题(Topic):项目名/设备名(可以自定义,中间的“/”为英文输入法且不可缺少。)

■ Web管理地址:http://计算机IP:8080

4.2更多创意

本篇教程只是讲述了在Mind+实时模式中使用SIoT的操作步骤,利用SIoT还可以实现更多好玩的物联网项目,比如物联网浇花、智慧家庭、物联网数据采集、环境检测仪等等。DF创客社区中也有很多好玩的物联网项目,快去搜索发现吧!

社区网址:www.dfrobot.com.cn

———————  正文完    ———————

教育的目的是为了培养学生协作能力、沟通能力、批判思维以及创造力,其中最核心的是创造力,蘑菇云创客教育作为国内为数不多的一站式创客教育服务供应商旨在培养孩子的创造力。

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