#信息技术教材#在线数字气象站

实验活动——搭建在线数字气象站

一、实验目的及任务

1.掌握在线数字气象站的基本原理，明白气象数据的感知、传输、 处理、呈现过程；

2.学会选择合适的传感器采集环境数据，并对数据进行收集与分析；

3.认识物联网平台与物联网协议，搭建基于局域网的在线数字气象站，并用可视化图表展示数据；

4.结合互联网，搭建基于互联网的多个在线数字气象站，实现气象信息共享。

二、实验内容

在线数字气象站主要包括两个实验模块。

①基于局域网的本地在线数字气象站；

②基于互联网的可远程共享信息的在线数字气象站；

三、实验准备

编程软件：mPython编程软件

实验设备：计算机、移动终端设备与实验模块（见下表）

四、预备知识

①物联网平台

在物联网应用中，管理与控制物联网设备的平台称为物联网平台。物联网平台可以看作一款计算机软件，主要为物联网提供应用服务，物联网平台可以从服务器上获得数据(设备采集所得)，整理成可视化的信息供人们查看(数据、图表)；也能够在平台中输入命令，让服务器发送给设备，从而实现智能控制。

②在线数字气象站原理图

五、实验步骤

1.基于局域网的本地在线数字气象站

任务介绍：将气象站采集的信息，上传到本地MQTT物联网平台中，并以数据可视化的方式呈现出来。

学习目标：通过实践操作认识MQTT协议，明白数据通信的方式。

实验设备与模块：乐动掌控*1、温湿度传感器*1、气压传感器*1、分支模块*1

实验步骤：

Ⅰ.传感器采集气象数据——多个气象类传感器连接到乐动掌控，掌控板OLED屏显示气象数据。程序设计与电路连接如下图所示。

将这段程序刷入乐动掌控中，查看效果；

Ⅱ.搭建MQTT物联网平台——基于本地计算机mPython编程软件的Python模式搭建MQTT物联网平台，搭建步骤扫描下图二维码。

搭建好本地物联网平台后，编写气象站相关的程序，如下图所示；

Ⅲ. 将程序刷入乐动掌控，等待网络连接后，打开MQTT物联网平台，即可看到数据可视化的气象数据图表，效果图如下图所示。

2.基于互联网的可远程共享信息的在线数字气象站

任务介绍：通过连接上互联网，可以将不同网络环境下的气象站信息传送到同一个物联网平台上，以实现气象信息共享。

学习目标：认识局域网下和互联网下物联网应用的区别，领会网络对于物联网应用的意义。

实验设备与模块：乐动掌控*2、温湿度传感器*2、气压传感器*2、分支模块*2

实验步骤：

Ⅰ.程序编写——将气象数据上传到OneNet物联网平台中。

Ⅱ.OneNet物联网平台与乐动掌控的连接与使用

Ⅲ.将不同气象站的气象数据上传到OneNet物联网平台中，效果演示图如下图所示。

参考程序：