使用Arduino的Bytebeam SDK进行智能室内农业

描述

室内农业是当今经常谈论的话题，因为它严重影响植物的生长和植物的生产力。

对优质农产品的需求不断增加，而可耕地数量有限，迫使人们重新思考农业实践。人们正在探索新的农业领域，如室内农业、水培和气培。

在室内农业中，农民需要维持植物生长的人工环境，这导致了室内农业技术的进步。

有一些关键参数会影响室内农场植物的生长生产力，如温度、湿度、二氧化碳和光照强度。通过监测和控制这些因素，农民可以创造最佳的生长环境，最大限度地提高作物产量和质量。

• 温度：不同的植物对最佳生长的温度要求不同。通常，大多数植物在 65°F 至 80°F（18°C 至 27°C）的温度下生长良好。
• CO2：二氧化碳对于光合作用至关重要，光合作用是植物从阳光中产生能量的过程。增加二氧化碳水平可以促进植物生长和生产力。
• 湿度：湿度水平会影响植物生长，并会影响病虫害的传播。湿度过高会导致发霉和霉变，而湿度过低会使植物干燥。
• 光强度：光对于光合作用至关重要，植物根据其生长阶段需要不同量的光。室内农民可以使用 LED 或荧光灯等人工照明系统来提供必要的光照。

牢记影响室内农场植物产量的所有因素。我们将通过分步指南为室内农场创建物联网解决方案，以使用 Bytebeam Arduino SDK 和 Bytebeam Cloud 分析温度、湿度和二氧化碳。在此博客中，我们将演示以下内容：

• 设置 Bytebeam 云控制台：我们将在 Bytebeam 云控制台上创建一个帐户并设置一个新项目。
• 设置 ESP32：我们将设置 ESP 32 并将传感器与其集成。
• 设置 Bytebeam Arduino SDK ：我们将从 Arduino 库管理器安装 Bytebeam Arduino 库。
• 配置 ESP32 ：我们将使用配置 JSON 来配置 ESP32。
• 将 ESP32 连接到 Bytebeam 平台：我们将学习如何将 ESP32 连接到 Bytebeam 平台，以及如何将数据从设备发送到云端。
• Bytebeam 云控制台上的数据可视化：我们将探索 Bytebeam 的数据可视化工具，并学习如何实时查看和分析来自连接的 Arduino 设备的数据。

让我们开始吧。

Hardware and Software Specifications硬件规格

• ESP32
• SCD4x 二氧化碳传感器
• SHT31温湿度传感器
• 2 通道继电器。

软件规格

• Bytebeam云平台账号
• 开发环境
• 字节束 Arduino SDK
• SHT31 Arduino 库
• SDC4x Arduino 库
• 室内农场 Arduino 应用

设置字节束云

Bytebeam 是一个完全托管的云平台。它满足从设备管理到仪表板、处理操作和通知到 OTA 更新的所有云需求。它提供以下功能

• 设备注册
• 无线更新
• 配置管理
• 设备到移动通信
• 网络仪表板
• 基于角色的访问控制

如果您是 Bytebeam 物联网云平台的新手。阅读bytebeam 入门教程，深入了解 Bytebeam 的概念。我希望您发现入门指南有用并且了解 Bytebeam Cloud 的概念。

• 首先，为进入设备管理面板创建一个新设备，然后单击创建设备

 

• 当您在提示中点击提交时。将下载一个新的JSON文件，其中包含身份验证证书、代理、device_id 和项目 id 。您需要将此文件保存在 ESP 文件系统中。我们将在后面的部分中讨论这一点。

 

• JSON 将如下所示。

{
 "project_id": "****",
 "broker": "******",
 "port": 8883,
 "device_id": "**",
 "authentication": {
      "ca_certificate":*"*********",
      "device_certificate": "**********",
      "device_private_key": "***********"
      }
}

• 接下来，我们使用温度、湿度和二氧化碳参数。我们需要在 Bytebeam 云控制台中根据我们的项目配置流。为此，转到Admin -> Streams并在列名称中添加温度、湿度和 co2 及其各自的数据类型。

设置 ESP32

本指南假定您熟悉 Arduino 并在 Arduino IDE 上设置了 ESP32。接下来的步骤将指导您完成项目设置和硬件连接

硬件连接

ESP32 使用GPIO 21和GPIO 22引脚用于 I2C。SDA引脚连接到GPIO 21 ，SCL 引脚连接到GPIO 22 。

• SCD41 CO2 传感器带有 I2C 连接。将 SCD41 的 SDA 引脚连接到 ESP32 的 GPIO21，将 SCL 引脚连接到 ESP32 的 GPIO 22。
• SHT31 温度和湿度传感器带有 I2C 连接。将 ESP32 的 SDA Pin 连接到 ESP32 的 GPIO21，将 SCL Pin 连接到 ESP32 的 GPIO 22。
• 连接 2 通道 5V SSD 继电器与 GPIO 4 和 GPIO 15

项目设置

首先要开始使用 Arduino 的 Bytebeam SDK，您需要安装 Bytebeam Arduino 库。这可以从 Arduino 库管理器下载。要更多地了解 Bytebeam Arduino 安装、设置及其功能，请阅读我们的 3 部分教程系列：

• 数据可视化
• 无线更新
• 自定义命令

查看本指南以完成后续步骤。

为 ESP32 提供设备配置数据

在本指南的前面部分，我们在 bytebeam 云控制台中配置了一个新设备并下载了一个 JSON 文件。我们需要将此文件闪存到名为 SPIFFS 的 ESP32 文件系统，以将我们的设备连接到云端。

• 要配置您的 ESP32 设备，请打开 Arduino 并导航至文件->示例->BytebeamArduino->配置->SPIFFS配置。对于本指南的范围，我们将进行 SPIFFS 配置

 

• 现在复制您下载的 JSON 的内容并将其粘贴到deviceConfigWriteStr的代码中
• 现在上传你的例子

 

• 接下来打开 Arduino串行监视器
• 在串行监视器中，您可以看到该设备已成功配置。

 

获取温度、湿度和二氧化碳值

Bytebeam 云中的数据可视化

• ESP32 与 Bytebeam 云成功连接后。我们可以在云控制台看到最近的设备影子和心跳。

 

• 现在让我们创建一个仪表板来可视化我们的数据。按照数据可视化入门指南创建您选择的仪表板和可视化。
• 您可以以图表、仪表、直方图、最新值等形式创建可视化

 

 

结论

我希望你觉得本教程有用。我们将使用 ByteBeam 提出其他有趣的用例。保持联系以获取有关许多其他有趣的物联网项目的信息。