描述

一、簡(jiǎn)介

該項(xiàng)目通過(guò)分析溫度的突然升高來(lái)幫助檢測(cè)冰箱門(mén)是否被打開(kāi)。該項(xiàng)目采用 LM35 溫度傳感器，根據(jù)周?chē)臏囟冉o出模擬值。使用 Z 分?jǐn)?shù)分析檢測(cè)到突然變化，并使用 Twilio-SMS 消息傳遞 API 設(shè)置了警報(bào)系統(tǒng)以通知操作員。

它還專(zhuān)注于在 Bolt Cloud 上記錄溫度數(shù)據(jù)。

2. 示范

3.工作

在本節(jié)中，我們將了解該項(xiàng)目的功能。

• 3.1 LM35 溫度傳感器的電路連接

LM35 引腳布局

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1 / 2 ?硬件連接

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將傳感器的“電源”引腳連接到 Bolt 模塊的 5V 輸出，將傳感器的“接地”引腳連接到 Bolt 模塊上的“GND”端口，并將傳感器的“輸出”引腳連接到“A0”螺栓模塊上的銷(xiāo)釘。還將 Bolt 模塊連接到 usb-A 到 mini usb 電纜以連接到電源。

• 3.2 配置文件

該項(xiàng)目的 python 編碼已在 Ubuntu (Linux) 中完成。在我們開(kāi)始在 python 中編寫(xiě)溫度傳感器之前，我們需要制作一個(gè)配置文件，其中包含每個(gè)用戶(hù)/設(shè)備的特定鍵。我們將在我們的主代碼中導(dǎo)入這個(gè)文件并使用各種屬性。這樣做的好處是每個(gè)用戶(hù)只需更改配置文件的內(nèi)容即可使用該產(chǎn)品。

以下是配置文件（命名為 conf.py）：

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 accout API key'
DEVICE_ID = 'This is the ID of your Bolt device'

Bolt 模塊的 API 密鑰和設(shè)備 ID 可以如下確定：

>>按照 https://cloud.boltiot.com/ 上的說(shuō)明將您的 Bolt 設(shè)備連接到 Bolt Cloud。

>>之后將出現(xiàn)以下屏幕。螺栓設(shè)備 ID 以黃色突出顯示。

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>>轉(zhuǎn)到API部分以了解API Key。

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• 3.3 操作LM35輸出值

LM35 溫度傳感器的模擬輸出不是標(biāo)準(zhǔn)溫度單位。為了獲得正確的溫度值，我們將傳感器的輸出除以 10.24 倍。

溫度 = sensor_val/10.24

• 3.4 光強(qiáng)突變檢測(cè)（Z-評(píng)分分析）

Z分?jǐn)?shù)分析用于異常檢測(cè)。此處的異常是指變量的值（周?chē)h(huán)境的光強(qiáng)度）超出某個(gè)值范圍。值的范圍稱(chēng)為界限（上限和下限）。這些界限是使用輸入值、幀大小和乘法因子計(jì)算的。幀大小是 Z 分?jǐn)?shù)分析所需的最小輸入值數(shù)量，乘法因子確定邊界與輸入值曲線的接近程度。

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上面給出的是計(jì)算邊界的公式。這里輸入表示為“Vi”，“r”表示幀大小，“C”是乘法因子。首先，我們計(jì)算輸入值的平均值 (Mn)（對(duì)于每個(gè)新輸入，再次計(jì)算平均值）。每個(gè)輸入值的變化（來(lái)自平均值）給出為 (Vi - Mn)^2。Z 分?jǐn)?shù) (Zn) 的計(jì)算如上所示（每個(gè)輸入值的變化平均值的平方根乘以乘法因子）。界限表示為“Tn”，上限計(jì)算為 (Vi + Zn)，下限計(jì)算為 (Vi - Zn)。

幀大小和倍增因子是使用試錯(cuò)法確定的。

• 3.5 創(chuàng)建 Twilio 帳戶(hù)

第 1 步：在瀏覽器中打開(kāi)https://www.twilio.com/ 。

第2步：點(diǎn)擊Get a Free API Key按鈕進(jìn)行注冊(cè)。

第 3 步：在注冊(cè)表格中填寫(xiě)所有必要的詳細(xì)信息。下面是填寫(xiě)好的注冊(cè)表單的截圖。

第 4 步：為了驗(yàn)證他們會(huì)詢(xún)問(wèn)您的電話號(hào)碼。在下拉列表中選擇印度作為選項(xiàng)，然后輸入您的電話號(hào)碼。

第 5 步：選擇“可編程短信”選項(xiàng)。

第 6 步：您可以在此頁(yè)面上查看 Account SID 和 Auth token。Auth 令牌默認(rèn)不可見(jiàn)，您可以單擊“查看”按鈕使 Auth 令牌可見(jiàn)，如下圖所示。復(fù)制兩者并將它們安全地保存在某個(gè)地方。

第七步：點(diǎn)擊Get a number按鈕。

第8步：然后會(huì)出現(xiàn)一個(gè)彈出窗口。點(diǎn)擊Choose this number按鈕。

第9步：然后會(huì)出現(xiàn)一個(gè)彈出窗口，其中將包含最終數(shù)字。復(fù)制此編號(hào)并保存到記事本以供將來(lái)參考。

• 3.6 完整代碼

import conf, json, time, math, statistics
from boltiot import Sms, Bolt
def compute_bounds(history_data,frame_size,factor):
    if len(history_data)
        return None

    if len(history_data)>frame_size :
        del history_data[0:len(history_data)-frame_size]
    Mn=statistics.mean(history_data)
    Variance=0
    for data in history_data :
        Variance += math.pow((data-Mn),2)
    Zn = factor * math.sqrt(Variance / frame_size)
    High_bound = history_data[frame_size-1]+Zn
    Low_bound = history_data[frame_size-1]-Zn
    return [High_bound,Low_bound]

mybolt = Bolt(conf.API_KEY, conf.DEVICE_ID)
sms = Sms(conf.SID, conf.AUTH_TOKEN, conf.TO_NUMBER, conf.FROM_NUMBER)
history_data=[]

frame=5
factor=2

while True:
    response = mybolt.analogRead('A0')
    data = json.loads(response)
    if data['success'] != 1:
        print("There was an error while retriving the data.")
        print("This is the error:"+data['value'])
        time.sleep(10)
        continue

    sensor_value=0
    try:
        sensor_value = int(data['value'])/10.24
    except e:
        print("There was an error while parsing the response: ",e)
        continue

    print ("This is the current temperature ", sensor_value)

    bound = compute_bounds(history_data,frame,factor)
    if not bound:
        required_data_count=conf.FRAME_SIZE-len(history_data)
        print("Not enough data to compute Z-score. Need ",required_data_count," more data points")
        history_data.append(int(data['value'])/10.24)
        time.sleep(10)
        continue

    try:
        if sensor_value > bound[0] :
            print ("The temperature has increased suddenly. Sending an SMS.")
            response = sms.send_sms("Someone has opened the fridge door")
            print("This is the response ",response)
        history_data.append(sensor_value);
    except Exception as e:
        print ("Error",e)
    time.sleep(10)

正在執(zhí)行的代碼截圖

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收到消息截圖

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4. 數(shù)據(jù)記錄

從傳感器收集的溫度數(shù)據(jù)可以發(fā)送到 Bolt Cloud 并以圖表的形式表示以供分析。

第 1 步：訪問(wèn) cloud.boltiot.com 并創(chuàng)建一個(gè)新產(chǎn)品。創(chuàng)建產(chǎn)品時(shí)，選擇產(chǎn)品類(lèi)型為輸出設(shè)備，接口類(lèi)型為GPIO。創(chuàng)建產(chǎn)品后，選擇最近創(chuàng)建的產(chǎn)品，然后單擊配置圖標(biāo)。

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第 2 步：移動(dòng)到代碼選項(xiàng)卡。

第三步：選擇文件類(lèi)型為“.js”。

第 4 步：編寫(xiě)代碼，然后保存產(chǎn)品。

• 代碼

setChartLibrary('google-chart');
setChartType('predictionGraph');
setChartTitle('Temperature values');
setAxisName('Time','Temperature');
setCrosshair(true);
mul(0.097);
plotChart('time_stamp','temp');

第 5 步：將產(chǎn)品鏈接到所需的 Bolt 模塊

第 6 步：您可以通過(guò)單擊“查看此設(shè)備”查看記錄的數(shù)據(jù)。

溫度與時(shí)間圖

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