基于 ESP8266 的物联网微型气象站

一、模块化设计

所有模块均可通过 Wi-Fi 接入一个或多个物联平台，支持 AirKiss、SmartConfig 等多种快速配网协议，支持休眠模式，低功耗长续航，可根据实际需求增加相应的功能模块或传感器模块。以下是部分模块及其特性：

户外主机：Mini 百叶箱设计，内置温湿度、光照、PM2.5、气压、有害气体等多种高精度传感器，并支持拓展传感器，多路可编程继电器，太阳能辅助供电，大容量锂电池，LCD 显示实时数据，支持 ZigBee 协议，可使用 SD 卡记录数据，高精度 ADC 转换，冬季自动恒温等。

太阳能模块：为户外主机或其他模块提供辅助供电，整合雨水、温度、电压传感器，冬季自动融雪恒温等。

室内网关：LCD 显示户外主机或其他模块的实时数据，支持 ZigBee 协议，内置温湿度、光照传感器。

土壤模块：内置高精度的土壤温度、湿度以及光照传感器、高精度 ADC 转换，可实现自动浇花。

温湿度模块：内置高精度的数字温湿度传感器及数字光照传感器，可用于室内环境监测。

气体模块：内置 MQ-2、MQ-135、VOC 等多种气体传感器，可用于空气质量监测。

风速/风向模块：使用专业级的高精度风速/风向传感器，高精度 ADC 转换，可用于户外环境监测。

智能插座：内置多路光耦隔离继电器，可用 APP 控制，也可与其他模块进行联动，实现自动化响应数据变化，如户外光照适宜时自动拉开窗帘等。

智能灯：内置全彩 LED 灯，可用 APP 控制，也可与其他模块进行联动，实现自动化响应数据变化，如室内光线较暗时自动打开灯光。

本作品采用模块化设计，成本可控，用户可根据自己的需求选用不同功能、不同类型，不同精度的传感器或功能模块，以满足不同需求，减少不必要的开支。

所有模块均可接入一个或多个物联平台，实现数据自动上传、设备联动、警报、大数据分析、远程升级、远程控制等功能，可用于对接智能家居、智慧农业、智慧城市等物联网应用。软硬件均采用了开源协议，修改代码或硬件设计即可实现不同的功能，接入不同的平台，和不同的设备联动等。

采用 16 位 ADC 芯片进行数据采集，宽电压供电，芯片内部有精密参考电压和可编程增益调节 (PGA)，因此无论对微弱信号还是变化幅度较大的信号，都可进行精确的采集与转换。

使用了 ESP8266 作为主控，将主控与网络模块整合到了一起，节约了成本以及内部空间，更易于向微型化发展。

支持微信 AirKiss、SmartConfig 等多种快速配网方式，更加简单易用，接通电源，打开 APP 即可快速配置完毕投入使用。

采用企业级物联平台，数据收发均采用加密协议并可同时备份在外置 SD 卡，数据更安全。

可广泛应用于教育领域，如地理、生物、通用、信息等学科的教学，例如可用于分析当地气候的探究课题活动，亦可作为创客教育的套件。也可应用于农业、环境监测等领域。

增强防水性能，使用防水黑胶密封精密部件，增加防水胶条。

增加固定支架，固定孔等，使其更易于在户外安装使用。

优化代码逻辑，兼容更多类型的传感器。

增加 GPRS，4G、NB-IoT 等通信模块，以应对户外无 Wi-Fi 信号和超出 ZigBee 通信距离的情况。

增加摄像头，用户可通过手机查看实时画面，以辅助用户进行现场实况的判断。