描述

抽象的：

自動化監控花園的過程可以將花園灌溉過程從手動和靜態轉變為智能和動態。這導致更高的舒適度、用水效率和更少的人工監督工作。該項目提出了使用Bolt IOT的基于云的物聯網 (IoT) 智能花園監控和灌溉系統。可以通過監測土壤濕度來調整植物的澆水需求。測量植物的土壤水分可提供植物是否澆水理想、澆水過多或澆水不足的信息。這是使用土壤濕度傳感器完成的. 監控數據持續發送到Bolt云端。在云端分析從系統收集的數據，當達到目標土壤濕度閾值時，相應的動作會從云端發送到花園自動澆水系統以灌溉花園。Bolt iot模塊用于實現系統控制單元。物聯網用于讓花園所有者了解灑水裝置的最新狀態。來自傳感器的信息通過 Twilio 定期更新，Twilio是一種云通信平臺即服務 (CPaaS)，允許軟件開發人員以編程方式撥打和接聽電話、發送和接收短信，以及使用其 Web 服務 API 執行其他通信功能。

所有必需的組件：

該項目所需的所有組件都在下面提到，并且可以以合理的價格在市場上輕松獲得。

1. 土壤水分傳感器：

土壤水分傳感器信息：

https://en.wikipedia.org/wiki/Soil_moisture_sensor

2.螺栓物聯網：

Bolt iot的信息：https ://docs.boltiot.com/docs

3.砂漿：

4.泵：（自制）

學分和參考：https ://www.youtube.com/watch?v=pnx86V0xkmo

5.跳線（公/公）：

6.手機充電器：

螺栓物聯網平臺

Bolt 物聯網平臺讓您無論身在何處都能安全地控制您的設備并從物聯網設備收集數據。只需單擊幾下即可部署機器學習算法以檢測異常并預測傳感器值，從而獲得可操作的見解。要了解更多信息，請訪問boltiot.com。

在上一課中，我們在 Bolt Cloud 上創建了我們的帳戶。在我們將 Bolt 設備鏈接到我們的帳戶之前，讓我們了解 Bolt 云架構、它的工作原理以及它的重要性。

Bolt 云是為 Bolt 設備提供物聯網功能的主要組件之一。所有 Bolt 設備開箱即用地連接到 Bolt Cloud。Bolt 設備附帶一個固件，可以幫助它了解如何通過互聯網連接到 Bolt Cloud。

Bolt 設備與 Bolt Cloud 的通信

Bolt 設備與 Bolt Cloud 的通信通過 MQTT 通信協議進行。MQTT 代表消息隊列遙測傳輸。但是為什么在HTTP&HTTPS協議如此流行并被廣泛用于通信的情況下，我們還需要MQTT這樣的協議來進行通信呢？盡管這些協議很流行，但為管理通信而通過 Internet 發送的開銷數據量相當大。開銷數據是與實際消息/數據一起發送的數據，它傳達了理解所發送的消息/數據所需的額外信息。開銷數據因協議而異。對于具有硬件功能和網絡功能以發送額外開銷數據的移動電話、筆記本電腦、臺式計算機等系統，這很好。

大多數物聯網設備和傳感器包含有限的處理能力和受限的互聯網帶寬。由于這些限制，他們僅在需要時才通過 Internet 發送數據，并且發送的數據在帶寬使用方面非常低。因此，使用 HTTP 等協議時，HTTPS 在開銷數據多于實際數據本身的情況下變得不可行。MQTT 包含非常低的開銷，因此成為物聯網通信的理想選擇。

MQTT 是一種發布-訂閱消息傳遞協議。pub是指發布，sub是指訂閱。有一個中央實體，在我們的例子中是 Bolt Cloud。所有 Bolt 設備都連接到 Bolt 云，并通過在其獨特的渠道上發布數據，將數據發送到各種渠道。Bolt 設備還訂閱頻道，以便他們可以接收來自 Bolt 用戶的命令。

Bolt Cloud 用戶，即像我們這樣的人使用 HTTPS 通信協議與 Bolt Cloud 通信。我們可以使用 Bolt Cloud 儀表板來控制和監視我們的 Bolt 設備，或者使用 Bolt Cloud API，以防我們想繞過儀表板并通過我們編寫的程序訪問我們的 Bolt 設備。我們將在接下來的模塊中了解更多相關信息。

Bolt Cloud 從 Bolt 設備接收所有控制或請求傳感器數據的命令，并將命令發送到 Bolt 設備。Bolt 設備執行命令，并將響應發送回 Bolt Cloud，Bolt Cloud 將其轉發給發起命令的用戶。

在本課中，我們了解了 Bolt Cloud 的架構，Bolt 設備和用戶如何與 Bolt Cloud 進行通信。在下一課中，我們將了解 Bolt Cloud 的工作原理。

Twilio：

Twilio是一個云通信平臺即服務 (CPaaS)，允許軟件開發人員以編程方式撥打和接聽電話、發送和接收短信，以及使用其 Web 服務 API 執行其他通信功能。

Twilio 使用Amazon Web Services來托管電話基礎設施，并通過其 API提供HTTP和公共交換電話網絡(PSTN) 之間的連接。

Twilio 遵循一套架構設計原則來防止意外中斷，并因在 2011 年 4 月亞馬遜網絡服務大范圍中斷期間保持在線而受到贊譽。

Twilio 支持開源軟件的開發，并定期為開源社區做出貢獻。2010 年 6 月，Twilio 推出了 Open VBX，這是一款開源產品，可讓企業用戶配置電話號碼以接聽和轉接電話。一個月后，Twilio 工程師 Kyle Conroy 發布了 Stash board，這是一種用Python 編程語言編寫的開源狀態儀表板，任何 API 或軟件服務都可以使用它來顯示其服務是否正常運行。Twilio 還贊助由現任前 Twilio 工程師 Jeff Lindsay 創建的本地隧道，它使軟件開發人員能夠從NAT后面將他們的本地開發環境暴露給公共互聯網

創建和設置 twillo 帳戶：

參考鏈接： https: //support.vision6.com.au/hc/en-us/articles/230673727-Text-Messaging-Account-Setup-with-Twilio

組裝硬件

1.取土壤濕度傳感器，將其模擬引腳連接到Bolt IOT模塊中的A0引腳

2.將土壤濕度傳感器的VCC連接到Bolt IOT模塊中的5V

3. 將 motar 連接到 Bolt IOT 模塊的 GPIO 引腳

4.使用公母跳線連接

部分樣機圖片

注意：電機與水打交道，因此應小心，因為某種灑在電路和模塊上的水可能會造成損壞

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軟件配置：

我們將在我們的 PC (Windows) 上使用 VMware Ubuntu 設備。如果跳過此步驟，您可能會在安裝 Boltiot 包時遇到錯誤。

sudo apt-get -y update

第二步：安裝python3 pip3

pip3 是 python3 的包管理器，用于安裝和管理包和 python 庫。它是系統獨立的。

使用以下命令安裝 pip3，

sudo apt install python3-pip

第 3 步：使用 pip 安裝 Bolt IoT 庫。

現在我們將在您的 Ubuntu 服務器上安裝 boltiot python 庫。

在終端中鍵入以下命令以安裝 boltiot python 庫。

sudo pip3 install boltiot

現在我們完成了 boltiot python 庫的安裝。在下一節中，我們將學習如何使用 Bolt python 庫檢查設備狀態并關閉設備。

第 4 步：要獲取 Bolt API 密鑰和設備 ID，請轉到 Bolt 云并單擊 API 部分，您將獲取 API 密鑰。

現在轉到設備部分，您將獲得設備 ID

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通過在 Twilio 上創建帳戶

拿

SID、AUTH_TOKEN、FROM_NUMBER、TO_NUMBER

為此，請參考以下鏈接

參考鏈接： https: //support.vision6.com.au/hc/en-us/articles/230673727-Text-Messaging-Account-Setup-with-Twilio

使用 TWILIO 發送短信

第 1 步：連接溫度監測電路 REFER - Hardware connections for soil moisture sensor。

第 2 步：通過輸入您的數字海洋水滴的 IP 地址登錄到 Putty。

第 3 步：成功登錄后，創建一個名為的文件，該文件conf.py將存儲與 Twilio 相關的所有憑據。在終端中創建新文件類型。sudo nano conf.py之后編寫下面的代碼以將所有憑據保存在一個文件中。

SID = 'You can find SID in your Twilio Dashboard'
AUTH_TOKEN = 'You can find  on your Twilio Dashboard'
FROM_NUMBER = 'This is the no. generated by Twilio. You can find this on your Twilio Dashboard'
TO_NUMBER = 'This is your number. Make sure you are adding +91 in beginning'
API_KEY = 'This is your Bolt Cloud account API key'
DEVICE_ID = 'This is the ID of your Bolt device'

注意：您必須用您的憑據替換上述所有值。您可以在 Twilio 儀表板中找到前四個值，在 Bolt Cloud 儀表板中找到后兩個值。

我們將所有憑據存儲在一個單獨的文件中，因為它是不應與任何人共享的敏感數據。因此，最好避免直接在代碼中使用憑據。替換所有值后，使用 CTRL+X 保存文件。

第 4 步：現在再創建一個名為soil_moisture.py. 為此，您必須sudo nano soil_moisture.py在終端中輸入。現在我們將編寫主要代碼來從 Bolt 收集數據，并在超過閾值時發送 SMS。

代碼的算法可以分解為以下步驟 -

1. 從 Bolt 設備獲取最新的傳感器值。

2. 檢查傳感器值是否在我們的最小值和最大值指定的范圍內。

3. 如果不在范圍內，發送短信。

4. 等待 10 秒。

5. 從步驟 1 開始重復。

工作原則：

使用 Bolt IOT 的自動智能園藝和監控系統的邏輯是，每當植物干燥并且植物需要一些水時，連接到植物附近的電機會在特定時間段后的某個時間段給水，因為由于土壤水分傳感器值。

1. 最初將干旱條件的閾值固定為最大值，即植物表面完全干燥的土地

2.然后通過土壤濕度傳感器持續監測植物狀況是否潮濕或干燥，并將數據發送到螺栓云

3. 基于 API 密鑰和 conf.py 文件的所有詳細信息，在 Ubuntu 服務器上顯示和運行詳細信息，它還向 twilio 云服務請求 SMS 請求

結果：

匯編：

回復：

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