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实用教程:将电子项目轻松连接到物联网

实用教程:将电子项目轻松连接到物联网 DigiKey电子技术台
2025-12-08
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 文章概述  

本文DigiKey介绍了物联网(IoT)的基本概念及接入所需的WiFi微控制器,通过实例展示了如何通过WiFi实现LED的远程控制和智能照明管理。文章还探讨了传感器数据的可视化和记录方法,利用云服务进行数据存储和分析,并通过工具实现项目与网络服务的连接。此外,文章强调了项目连接云服务时的安全性问题,并推荐了物联网项目相关开发板和电子元件。



在当今这个万物互联的时代,物联网(IoT)已经不再是遥不可及的高科技,越来越多电子项目开始寻求与物联网的连接,以实现智能化控制和数据交互。然而,对于刚刚踏入编程与硬件世界的新手来说,如何将电子设备轻松接入物联网仍是一个挑战。本文将介绍几种简单实用的方法,只要掌握诀窍,您也可以轻松地将电子项目连接到物联网,实现远程控制与数据监测。


物联网接入基础:WiFi微控制器的选择

首先,物联网也称为IoT,要想接入物联网您需要一些WiFi微控制器。这里推荐ESP8266和ESP32两种,因为他们价格相对低廉,且和Arduino项目适配性高,所以非常适合新手使用。

您也可以选择Arduino的WiFi板,或第三方微控制器,如Particle和Raspberry Pi Pico W。有了这些微控制器,您就可以轻松地将您的项目连接到网络,因为他们都拥有WiFi控制芯片。

实践案例:LED的远程控制与智能照明管理

CheerLights项目:加入全球RGB LED颜色共享网络

让我们先来进行一些有趣的尝试:控制LED!我们的第一个项目是将LED连接到CheerLights。这是由Hans Scharler于2011年创建的全球RGB LED颜色共享平台。

当系统中出现新颜色时,您可以在Discord上发送新颜色。这时世界上所有的CheerLights项目都会更新为这种颜色,这是一个简单的概念,可以打造一个很棒的初学者项目。

要想让你的LED项目加入全球CheerLights网络,只需要从CheerLights API中读取数据,这可以通过在WiFi微控制器上运行Arduino程序,或者使用CheerLights网站上详细介绍的其他几种方法来实现。API是应用程序编程接口(Application Programing Interface)的缩写,它本质上是一套允许不同软件进行交流的规则。因此,当CheerLights的API更新为新颜色时,你的电路程序就能够接收到对应的信号。

WLED平台:实现个性化智能照明控制

WLED是另一个通过WiFi控制LED的出色平台,该开源代码库自2016年开始使用,让用户可以从几乎任何设备上管理照明显示。同时,它在安卓和iOS上都拥有出色用户界面,以及几十种可用的示例效果,而且该项目维护得很好,经常更新和修复错误。

WLED同样还支持与许多智能家居系统集成,包括Alexa和Home Assistant。

能够随时随地控制你的项目,也是一种相当有趣的体验呢!但如果你想更进一步实现自己的更复杂的项目想法,请参看我们在上一集中提到的内容,一切的核心在于确定输入和输出。有些可能是模拟或数字传感器信号,就像我们之前的Arduino项目;但有些可能是互联网行为,比如接收推特或填写谷歌表格。

传感器数据的可视化与记录

接下来将介绍可视化和记录传感器数据。使用云服务如Arduino Cloud、Adafruit IO和ThingSpeak,可以轻松将您的项目数据可视化,并进行存储和分析。

例如想要监测温度,您可以创建一个项目从温度传感器中读取数据,然后设置将读数定期发送到云端。

这时当你在回查云服务时,你就能看到随时间变化的数据图表。你还可以针对不同情况设置提醒,例如温度降得过低或升得过高。

每种程序都有稍微不同的设置步骤和教程可供遵循,但基本思路是,创建一个变量来保存数据,然后根据数据类型的不同,如整数或字符串,选择适合该数据的仪表盘元素。

项目与网络服务的连接

与自己的传感器数据进行交互非常有趣,而设置合适的仪表盘也会非常有用,同时也可以通过使用If This, Then That(也称为IFTTT)的免费API,将项目连接到大量网络服务。

通过使用他们的小程序系统,你可以直观地看到编码工作流如何连接到你喜爱的网络服务和现有的云服务,例如,“如果温度过高,就给我发一条短信”。为了想要某些功能正常工作,还必须在设备上安装IFTTT应用程序。

您也可以设置一个小程序,直接监听电路板代码中的webhook调用,从而直接从等式中消除云数据站点层,但代价是必须编写自己的触发代码。

对于层数更少的服务,您可以直接使用API,为你所需的产品安装Arduino API库(如果有的话)。

例如,我的 Slack状态更新程序或项目,使用Arduino Slack API根据旋转开关的位置更新我的状态。该库可以进行身份验证,并允许板子控制Slack内的应用程序。

还有这个YouTube订阅者计数器使用Arduino YouTube API库更新显示我的最新的订阅数。Brian Lough创建了这两个Arduino库和一些其他有用的库,这些库中包含的示例可以帮助你更高效的上手项目。正是有了像Brian这样无私有才华的奉献者来帮助我们构建项目,创客社区才得以发展壮大。

有时候,直接访问这些API可能有点麻烦,而且有些还不是免费的,这也是IFTTT如此方便的原因之一。

一旦将项目连接到云,那您就会有很多选择。但请记住,每增加一层抽象层(abstract layer),你都可能会牺牲一些对项目连接到互联网的方式和时间的控制。

安全性问题

无论使用哪种方法,确保您的端点安全都很重要,因为您应该并不想让陌生人访问或控制您的项目。大多数云服务,默认情况下都会提供良好的安全措施,但请务必不要共享您的登录凭证或私钥。

结语

希望你通过观看本期后能够发现一些新的尝试方向。

物联网技术正在改变我们的生活和工作方式,掌握这些将电子项目接入物联网的基础连接方法,将为您打开智能硬件开发的大门。未来,随着技术的不断发展,更多便捷的工具和平台将涌现,让智能化创意触手可及。现在,就从一个小项目开始,迈出你通往物联网的第一步吧!

关于本系列视频

电子设计博大精深,对于初学者来说,有一定的难度。本系列视频旨在介绍一些入门级的技术和技巧,包括电路设计基础知识、简单程序设计等,让初学者从基础开始,再一步步向更进阶出发,在电子设计的世界里,发掘更多乐趣,同时也可以让电子设计爱好者温故知新。

关于Becky Stern

A person smiling at camera

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Becky Stern是一名创客,拥有多年设计电子项目的经验,创作和分享是她两大爱好。在独立创业之前,她曾担任 Instructables (Autodesk) 的产品经理、Adafruit 的可穿戴电子产品总监等。她的作品曾被 BBC、CNN、Business Insider、Forbes 和 Science Friday 等知名媒体报导过。她创建了数百个关于技术和手工制作的线上DIY教程和视频,旨在分享她的知识,帮助同是电子设计爱好者的同路人学习,以及相互交流。

喜欢【与Becky入门电子世界】系列吗? 请关注订阅并点赞和分享,敬请留意下一期!

小编的话:

正如Becky Stern在这期视频中所介绍的,用现成开发资源+标准协议+云平台服务,把“裸机”电子项目变成“永远在线、持续迭代、可运营”的物联网产品,既节省开发时间,也可高效实现电子项目的物联网化,提升项目的智能化水平和市场竞争力。您对项目物联网化有哪些想法或实践经验?欢迎留言,和 DigiKey的朋友们一起分享交流!




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