物联网智能设备：Wi-Fi信号读取与智能水表搭建

### 物联网智能设备：Wi-Fi信号读取与智能水表搭建 #### 1. Wi-Fi信号强度读取与触觉反馈 在相关操作中，我们可以通过一系列步骤实现Wi-Fi信号强度的读取以及触觉反馈。首先，要设置并播放波形，以下代码展示了如何设置并播放双击 - 100% 的波形： ```cpp drv.setWaveform(0, 10); // play double click - 100% drv.setWaveform(1, 0); // end waveform drv.go(); // play the effect! ``` 完成上述代码设置后，需要验证并将草图上传到Arduino板。之后，触摸振动器，就能根据当前连接网络的Wi-Fi信号强度变化感受不同的振动效果。你可以通过将Wi-Fi路由器移离Arduino Wi-Fi盾牌来进行测试。 若要下载示例代码文件，如果你是从特定网站购买相关资源，可以从你的账户（http://www.packtpub.com）下载；若在其他地方购买，可访问http://www.packtpub.com/support 进行注册，文件将直接通过电子邮件发送给你。 Arduino Wi-Fi盾牌还能配置和编程为Web服务器，以服务客户端请求，类似于Arduino以太网盾牌。不过，这要求Wi-Fi盾牌具有1.1.0固件才能正常工作，默认出厂加载的1.0.0版本无法实现此功能。 要读取Wi-Fi信号强度，可按以下步骤操作： 1. 打开新的Arduino IDE，从相关示例代码文件夹中复制名为B04844_02_07.ino的草图。 2. 验证并将Arduino草图上传到Arduino板。在Web浏览器中输入Wi-Fi盾牌的IP地址并按回车键，网页将加载并显示Wi-Fi网络的当前接收信号强度指示（RSSI），且每20秒刷新一次。若你不知道DHCP分配给Arduino Wi-Fi盾牌的IP地址，可打开Arduino串行监视器查找。 #### 2. 物联网智能水表搭建 多年来，甚至直到现在，水表读数一直是手动收集的，这需要工作人员前往水表安装地点。接下来，我们将学习如何制作一个带有LCD屏幕的智能水表，它能够连接到互联网，并通过网络向用户提供水表读数。 ##### 2.1 所需材料 搭建智能水表需要以下材料： | 材料名称 | 详细信息 | | ---- | ---- | | Arduino UNO R3板 | http://store.arduino.cc/product/A000066 | | Arduino以太网盾牌R3 | https://www.adafruit.com/products/201 | | 液体流量传感器 | http://www.futurlec.com/FLOW25L0.shtml | | Hitachi HD44780驱动兼容LCD屏幕（16 x 2） | https://www.sparkfun.com/products/709 | | 10K欧姆电阻 | - | | 10K欧姆电位器 | https://www.sparkfun.com/products/9806 | | 带公母头的跳线 | https://www.sparkfun.com/products/9140 | | 面包板 | https://www.sparkfun.com/products/12002 | ##### 2.2 水流传感器原理 水流传感器的核心是一个霍尔效应传感器，它会根据磁场变化输出脉冲。传感器内部有一个带有永久磁铁的小叶轮，当水流过外壳时，叶轮开始旋转，磁铁在每个周期中都会非常靠近霍尔效应传感器。霍尔效应传感器被单独的塑料外壳覆盖，以防止其接触水。根据所连接永久磁铁的极性，会产生从低电压到高电压或从高电压到低电压的电脉冲，这些脉冲可以通过Arduino读取和计数。 ##### 2.3 水流传感器接线 我们使用的水流传感器有三根线： - 红色（或其他颜色）线：表示正极端子。 - 黑色（或其他颜色）线：表示负极端子。 - 棕色（或其他颜色）线：表示数据端子。 三根线的末端都连接到一个JST连接器。在将它们与微控制器和电源连接之前，务必参考产品的数据表以获取接线规格。使用带公母头的跳线时，按以下步骤连接： 1. 将水流传感器的正极端子连接到Arduino的5V。 2. 将水流传感器的负极端子连接到Arduino的GND。 3. 将水流传感器的数据端子连接到Arduino的数字引脚2。 大多数家用型水流传感器工作电压为5V且电流消耗非常低，因此可以直接使用Arduino为其供电。但在连接前，最好阅读产品手册，了解供电电压和电流范围，以避免水流传感器因高电流消耗损坏Arduino。若水流传感器需要超过200mA的供电电流或超过5V的供电电压才能正常工作，则需使用单独的电源。 ##### 2.4 脉冲读取 水流传感器会产生并输出数字脉冲，这些脉冲表示流过它的水量，可以通过Arduino板检测和计数。假设我们使用的水流传感器每升水大约产生450个脉冲（该值通常可在产品数据表中找到），那么1个脉冲大约等于[1000 ml / 450脉冲] ≈ 2.22 ml。不过，这些值会根据水流速度和水流传感器的安装极性而有所不同。 脉冲有两种类型： - 正脉冲：在空闲状态下，逻辑电平通常为低，然后变为高状态，保持一段时间后再回到低状态。 - 负脉冲：在空闲状态下，逻辑电平通常为高，然后变为低状态，保持一段时间后再回到高状态。 脉冲的上升沿是从低状态到高状态的过渡，下降沿是从高状态到低状态的过渡。在这个项目中，我们使用上升沿来捕获数字脉冲。 要使用Arduino读取和计数脉冲，可按以下步骤操作： 1. 打开新的Arduino IDE，从相关示例代码文件夹中复制名为B04844_03_01.ino的草图。 2. 若将水流传感器连接到了不同的Arduino引脚，需更改以下引脚编号分配： ```cpp int pin = 2; ``` 3. 验证并将草图上传到Arduino板： ```cpp int pin = 2; //Water flow sensor attached to digital pin 2 volatile unsigned int pulse; const ```