【嵌入式】第一次大作业_记录环境温度并存入数据库

第一次嵌入式课程大作业

一年级下的嵌入式期末考试，当时做完忘记录一下了，现在重新上传

课程要求：

（1）记录24小时内当前环境的温、湿度、存入数据库（每分钟记录1次）；
（2）如有人靠近树莓派1米以内时，记录靠近的时刻、持续时间；
（3）绘制24小时内，温、湿度的变化曲线，把人的活动标注在曲线上；
（4）分析当人靠近、停留多长时间会对温、湿度产生影响；

此课程要求需要用到linux,mysql,python相关的知识

记录时间2020-06-10  08：30: 00  开始记录温度和人体红外时间

这里我们根据任务一步一步来完成。
任务要求一：记录24小时内当前环境的温、湿度、存入数据库（每分钟记录1次）；
因为我用的传感器是DS18B20，只能测量温度，故这里只记录当前环境的温度并存入数据库。

第一种测温度的方法

第一步：配置文件

打开根目录下的boot目录下的config.txt，在代码的最末行加上这一句，意思是添加device tree设备，管脚为gpiopin4(BCM编码)

第二步：查看模块是否启动

重启树莓派是否设置生效，可运行lsmod命令，查看是否有如下两个模块

如果没有发现，也可运行如下命令加载模块
sudo modprobe w1-gpio
sudo modprobe w1-therm

第三步：读取温度

分别输入以下命令，在28-xxx开头的文件中读取w1-slave文件则会返回当前的温度值，可见此时的温度值为28.312°

-----------------------------------到这里，可以通过以上的步骤读出温度的代码，但也可以通过编写代码来读取温度值

第四步：建立数据库与数据表，以记录数据

建立一个other数据库，other数据库里面有表pi和表pi_hongwai，分别用来存放当前环境温度值和人体靠近的时间和持续时间（表pi_hongwai2是我自己建立的一个测试表）

数据表pi中定义了自动增量id，记录温度的时间time，当前的温度temperature

数据表pi_hongwai 中定义了自动增量id，和人体靠近的时刻closetime，持续的时间duration

表建立好了，现在我们可以开始编写代码上传数据到表中了

第二种测温度的方法

测量温度的python代码如下：

import pymysql
import time
import re#连接数据库
way='/sys/bus/w1/devices/28-01193893fef4/w1_slave'     # 文件路径
print("system start , start connect mysql")
conn = pymysql.connect(host="127.0.0.1",user="root",passwd="123456",db="other") #连接数据库
cursor=conn.cursor()
print("connect mysql succeed")#向pi表中插入数据
def order(values):global cursor,connvalue=str(values)print(value)itime=str(time.strftime('%Y-%m-%d %H:%M:%S'))print(itime)iorder="insert into pi(time,temperature) values('"+itime+"','"+value+"');"cursor.execute(iorder)conn.commit()
try:  #看能不能打开文件file=open(way,'r')
except Exception as result:print("%s" % result)order('-404')     # 如果打开文件失败，则传送-404字符串，意思是当读出的温度值为-404时，代表文件读取失败conn.close()try:file.close()except Exception as result:passexit()try: #将温度值写入表中的temperaturetemperature=file.read()crc=re.compile('crc=.*?(.*?)\n').findall(temperature)[0]t=re.compile('t=(.*?)\n').findall(temperature)[0]t=str(float(t)/1000.0)order(t)
except Exception as result: #不能写入则temperature值为-510print("%s" % result)order('-510')
finally:file.close()conn.close()

到这里一次测量温度的代码就写好了，此时当我们执行一次代码，即读出一次温度值

第六步：每分钟测量一次

根据要求我们需要每一分钟获取一次数据，此时我们用软件crontab，linux crontab是用来定期执行程序的命令，在终端窗口输入命令： crontab -e ，在里面的最末行加上如下红框中的代码，意思是每小时每分钟执行一次后面路径上的文件，DS18B20.py是我们第四步编写的代码

任务要求二：如有人靠近树莓派1米以内时，记录靠近的时刻、持续时间；
根据要求我们需要用到人体红外传感器，同时我们用led灯来显示是否有人靠近，方便观察

#物理引脚下
#LED vcc=11   GND=9
#人体红外传感器 GPIO_IN=15;  左vcc=2 ;GND=39
import pymysql
pymysql.install_as_MySQLdb()
import RPi.GPIO as GPIO
import sys
import time
import osGPIO_IN = 15  #人体红外传感器输入 GPIO3
*初始化引脚*def init():GPIO.setwarnings(False)GPIO.setmode(GPIO.BOARD)GPIO.setup(GPIO_IN, GPIO.IN)GPIO.setup(11,GPIO.OUT)#连接数据库
print("开始连接数据库")
conn = pymysql.connect(host="127.0.0.1",port=3306,user="root", passwd="123456", db="other")  # 连接数据库
cursor = conn.cursor()
print("数据库连接成功")#向pi_hongwai表中插入数据
def order(values):global cursor, connvalue = str(values)print(value)itime = str(time.strftime('%Y-%m-%d %H:%M:%S'))iorder = "insert into pi_hongwai(closetime,duration) values('" + itime + "','" + value + "');"cursor.execute(iorder)conn.commit()try:          init()while True:if GPIO.input(15) == 1:t1 = time.strftime('%Y%m%d%H%M%S')GPIO.output(11,GPIO.HIGH)   # 有人靠近时，led灯亮起print("someone is closing...")while GPIO.input(15)==GPIO.HIGH:  # 为低电平才通过passt2 = time.strftime('%Y%m%d%H%M%S')print(" now nobody")GPIO.output(11,GPIO.LOW)  # 当人远离时，led灯熄灭if t1[11]!=t2[11]:     # 当时间的分钟不相等时，多减去一个40得出正确的时间，但这里并未对跨越 小时 的时候做出处理，只有在后面人为处理一下数据t=int(t2)-int(t1)-40else:t = int(t2)-int(t1)order(t)time.sleep(0.5)
except Exception as result:print("%s" %result)
finally:GPIO.cleanup()

人体红外的检测代码到这里了，接下来等待24小时的数据上传…
开始记录时间：2020-06-09 08：31: 00
结束记录时间：2020-06-10 08：31: 00

任务要求三：绘制24小时内，温、湿度的变化曲线，把人的活动标注在曲线上；
经过一天的数据读取和上传，数据库中已经存放了很多数据，下面的第一张图是每隔一分钟的温度测量，第二张图是人靠近的时间以及持续的时间

将测得的所有温度值的数据汇成曲线(横坐标时间，纵坐标温度/°)

将人体红外传感器测得的人体靠近时间和持续时间绘制成曲线(横坐标时间，纵坐标持续时间/s)

任务要求四：分析当人靠近、停留多长时间会对温、湿度产生影响；
由于我采用的传感器精度不是很高，很多时间在无人的时候因为受到热源的影响也会做出反应，而且由于室内空调的影响，人对传感器的影响可以忽略不计，故这次实验我认为，人靠近和停留多久都不会对温度产生影响。

总结：经过此次课程实验，这次任务完美结合了三者的使用，使我对linux操作系统，python语言，以及数据库mysql有了深入的了解，从小白成长为入门，这只是嵌入式的第一步，继续加油！