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qzc0927 发表于 2023-10-25 17:35

【DFRobot 云雀气象仪】学习笔记01（设备开箱和串口获取传感器数据信息）

# 云雀气象仪学习笔记
云雀气象仪能够测量风速、风向、温度、湿度、气压数据，可输出标准物理量数据，用户可通过I2C/UART通信接口实时获取气象5要素，兼容Arduino、Microbit、行空板等常用的开源硬件控制器，同时，气象仪内置16M存储空间，可以将采集到的数据以CSV格式存储下来，并通过Type-C接口将数据导出进行分析。在气象仪内部，预留了两个传感器扩展接口，以接入更多传感器，气象仪整体采用模块化设计，若空间不足，用户可叠加百叶扇来增加内部空间。气象仪底部，采用了1/4英制标准的螺纹口，用户可使用我们赠送的可调节桌面三角架使用，也可根据不同的使用场景，更换不同其他三角架。气象仪机身高度16cm，直径5.5cm，整体体积接近一瓶可乐罐大小，利于携带和收纳。
该传感器的资料在下面这个网址上有详细说明，就不细说了。
[云雀气象仪 (dfrobot.com.cn)](https://wiki.dfrobot.com.cn/_SKU_EDU0157_云雀气象仪)

## 1：准备材料

- 5V移动电源，官方给的盒子是没有这个电源适配器的，需要自己单独加一个给设备供电；
- PC电脑一台；
- 云雀气象仪设备；
- Type-c数据线，这个官方自带的有；
- 4P通讯数据线，这个也是官方自带；
- USB转TTL数据线一根
## 2：设备开机上电

设备结构说明图：

!(https://boreyun.oss-cn-shanghai.aliyuncs.com/image-20231025090616150.png)
### 2.1：设备安装

- 1.将风向标对准风向转轴的插槽位置，轻轻按压即可完成安装。拆卸时轻轻按压（就是再往下压一下）即可弹出，且勿用力拉扯。
- 2.连接三脚架至气象仪底部的1/4英寸螺纹孔。

### 2.2：数据采集

- 1.将5V移动电源或5V适配器连接到气象仪的Type-C接口，为气象仪供电。
- 2.请在每次启动气象仪时，校准其方位以确保准确性。调整气象仪的角度，使Type-C接口朝向指南针S所指的方向，即将Type-C口对准正南方向。一旦气象仪正常启动，黄灯将熄灭，此时您需要将风向标转动一圈以完成风向校准。
- 3.校准完成后等待10秒，气象仪将自动开始数据采集和存储，默认每30秒采集并存储一次，存储时百叶扇位置会闪烁绿灯。

注意：此时不能直接使用电脑进行供电。如果将电脑连接至气象仪，气象仪仅提供数据导出功能，无法进行数据存储。

### 2.3：数据导出

- 1.数据采集完毕后，先断开气象仪与5V电源的连接。将电脑连接至气象仪的Type-C接口，此时电脑将弹出一个U盘。

- 2.打开U盘，找到最新的CSV文件，打开即可查看记录的数据。

!(https://boreyun.oss-cn-shanghai.aliyuncs.com/image-20231023172733597.png)

这个时候发现CSV文件的时间时不对的，为了方便查看记录，先进行时间设置；
### 3.1：设置时间

​      云雀可通过U盘中的config文件来设置时间，在config文件中新建一行，输入“Time:2023/10/23/17:37:35”， 并保存。云雀断电重启后会自动读取config中设置的时间并更新系统时间。

- 说明：使用config文件设置时间时，建议填入的时间比实际时间快10S，预留出系统初始化时间及操作时间。系统初始化时，会自动检测config文件中是否有Time标签及相应数据，有的话则更新系统时间，更新完成后会将config文件中的Time标签及数据清除，以防止下次启动时再次重新设置时间。
- 注意：config文件中最后有一行空行，空行被删除后会出现异常情况，在手动填入“Time:2023/10/23/17:37:35”时 ，注意填完后要保证最后有一行空行。

这个时候，你如果用txt记事本是看不出来的，用txt记事本是看不出来的，用txt记事本是看不出来的，

!(https://boreyun.oss-cn-shanghai.aliyuncs.com/image-20231023174034532.png)

你需要用notepad--来看，或者vs code 等开源编译器查看；我这里以notepad--为例；

!(https://boreyun.oss-cn-shanghai.aliyuncs.com/image-20231023174257745.png)

保存，然后再次启动设备，然后再次查看设备；

!(https://boreyun.oss-cn-shanghai.aliyuncs.com/image-20231023174532280.png)

### 3.2：设置串口通讯

我们使用串口通讯来实现数据接收，还是回到配置文件，设置Communication为UART；Sample_Rate为10S一次；

!(https://boreyun.oss-cn-shanghai.aliyuncs.com/image-20231023174747532.png)

各个标签说明可参考如下表说明：

| 名称          | 功能                     | 可选项         | 默认 |
| :------------ | :----------------------- | :--------------- | :--- |
| Communication | 设置通信方式             | I2C/UART（9600） | I2C|
| Sample_rate   | 设置数据采样率         | 1-60S或1-60M   | 30S|
| Record      | 设置是否开启数据存储功能 | ON/OFF         | ON   |
| Delay_record| 设置存储功能延时启动时间 | 10~60            | 10S|
| Light_Switch| 设置RGB指示灯是否常亮    | ON/OFF         | OFF|
| Low_Power   | 设置是否开启低功耗模式   | ON/OFF         | OFF|

回到U盘，查看我们的保存的采集数据文件；

!(https://boreyun.oss-cn-shanghai.aliyuncs.com/image-20231023175149747.png)

!(https://boreyun.oss-cn-shanghai.aliyuncs.com/image-20231023175126978.png)

## 4：串口获取天气数据信息

为了验证串口输出的数据是否正确，首先我们用串口工具和USB转TTL数据线来测试串口通讯，需要注意的是，如果串口发送命令不能成功应答的话，注意以下信息：

- 波特率设置为115200；
- TX和RX是否接反，来回测试下；
- 确保USB转TTL线好用；

对于刚接触这个设备信息的话，建议使用官方的硬件欢迎去测试，使用arduino来做，具体操作如下：

### 软硬件准备

- 硬件

- (http://www.dfrobot.com.cn/goods-521.html) x1
- (https://www.dfrobot.com.cn/goods-791.html) x1
- 云雀气象仪 x1

- 软件

- Arduino IDE [点击下载Arduino IDE](https://www.arduino.cc/en/Main/Software)

- 下载并安装[云雀气象仪库](https://github.com/cdjq/DFRobot_Atmospherlum)。[如何安装库？](http://www.dfrobot.com.cn/community/forum.php?mod=viewthread&tid=1854&page=1&extra=#pid6955)


### 接线图

!(https://img.dfrobot.com.cn/wiki/5cabf4771804207b131ae8cb/5969539da311aa59748300792b694c1d.png)

这里我先使用串口工具来调试硬件信息，当前我们需要用到云雀气象仪的库文件，仔细查看文件里面的说明，比如数据包发送：

```ABAP
typedef struct{
uint8_t cmd;      /**< Command                     */
uint8_t argsNumL; /**< Low byte of parameter number after the command    */
uint8_t argsNumH; /**< High byte of parameter number after the command    */
uint8_t args;/**< The array with 0-data length, its size depends on the value of the previous variables argsNumL and argsNumH   */
}__attribute__ ((packed)) sCmdSendPkt_t, *pCmdSendPkt_t;

typedef struct{
uint8_t status;   /**< Response packet status, 0x53, response succeeded, 0x63, response failed */
uint8_t cmd;      /**< Response packet command */
uint8_t lenL;   /**< Low byte of the buf array length excluding packet header */
uint8_t lenH;   /**< High byte of the buf array length excluding packet header */
uint8_t buf;   /**< The array with 0-data length, its size depends on the value of the previous variables lenL and lenH */
}__attribute__ ((packed)) sCmdRecvPkt_t, *pCmdRecvPkt_t;
```

具体命令说明：

```CPP
#define DEBUG_TIMEOUT_MS    2500

#define CMD_GET_DATA                0x00 ///< Return the name based on the given name
#define CMD_GET_ALL_DATA            0x01 ///< Get all onboard sensor data
#define CMD_SET_TIME                0x02 ///< Set onboard RTC time
#define CME_GET_TIME                0x03
#define CMD_GET_UNIT                0x04 ///< Get sensor units
#define CMD_GET_VERSION             0x05 ///< Get version number
#define IIC_MAX_TRANSFER            32   ///< Maximum transferred data via I2C
#define I2C_ACHE_MAX_LEN            32
#define CMD_END             CMD_GET_VERSION


#define ERR_CODE_NONE               0x00 ///< Normal communication
#define ERR_CODE_CMD_INVAILED       0x01 ///< Invalid command
#define ERR_CODE_RES_PKT            0x02 ///< Response packet error
#define ERR_CODE_M_NO_SPACE         0x03 ///< Insufficient memory of I2C controller(master)
#define ERR_CODE_RES_TIMEOUT      0x04 ///< Response packet reception timeout
#define ERR_CODE_CMD_PKT            0x05 ///< Invalid command packet or unmatched command
#define ERR_CODE_SLAVE_BREAK      0x06 ///< Peripheral(slave) fault
#define ERR_CODE_ARGS               0x07 ///< Set wrong parameter
#define ERR_CODE_SKU                0x08 ///< The SKU is an invalid SKU, or unsupported by SCI Acquisition Module
#define ERR_CODE_S_NO_SPACE         0x09 ///< Insufficient memory of I2C peripheral(slave)
#define ERR_CODE_I2C_ADRESS         0x0A ///< Invalid I2C address

#define STATUS_SUCCESS      0x53///< Status of successful response   
#define STATUS_FAILED       0x63///< Status of failed response
```



```CPP
void loop(void){
    Serial.println("----------------------------");
    Serial.print(atm.getValue("Temp"));
    Serial.println(atm.getUnit("Temp"));
    Serial.print(atm.getValue("Humi"));
    Serial.println(atm.getUnit("Humi"));
    Serial.print(atm.getValue("Speed"));
    Serial.println(atm.getUnit("Speed"));
    Serial.println(atm.getValue("Dir"));
    Serial.print(atm.getValue("Altitude"));
    Serial.println(atm.getUnit("Altitude"));
    Serial.print(atm.getValue("Pressure"));
    Serial.println(atm.getUnit("Pressure"));
    Serial.println("----------------------------");
    Serial.println(atm.getInformation(true));
    delay(100);
}
```

最后我们根据上面的信息，使用串口通讯工具来实现数据处理：

!(https://boreyun.oss-cn-shanghai.aliyuncs.com/image-20231024153352422.png)

我们可以得到温度，湿度，风速，风向，海拔，气压等详细数据信息；

设备运行照片图：

!(https://boreyun.oss-cn-shanghai.aliyuncs.com/image-20231025171118027.png)



虽然云雀气象仪会自动保存数据到本地的CSV文件下， 但我会接下来将进行数据保存，将数据保存到本地

秦天qintian0303 发表于 2023-10-26 08:53

<p>每次开机都需要风向校准吗？&nbsp;&nbsp;</p>

qzc0927 发表于 2023-10-26 09:43

秦天qintian0303 发表于 2023-10-26 08:53
每次开机都需要风向校准吗？&nbsp;&nbsp;

<p>需要的，校准方式官网有项目说明</p>

查看完整版本: 【DFRobot 云雀气象仪】学习笔记01（设备开箱和串口获取传感器数据信息）