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测量温度 - 虚拟物联网硬件 ​

在本节课程中，您将为虚拟物联网设备添加一个温度传感器。

虚拟硬件 ​

虚拟物联网设备将使用模拟的 Grove 数字湿度和温度传感器。这使得本实验与使用带有物理 Grove DHT11 传感器的树莓派保持一致。

该传感器结合了一个温度传感器和一个湿度传感器，但在本实验中，您只需关注温度传感器部分。在物理物联网设备中，温度传感器通常是一个热敏电阻，通过感知电阻随温度变化而变化来测量温度。温度传感器通常是数字传感器，它会在内部将测得的电阻转换为摄氏度（或开尔文、华氏度）的温度。

将传感器添加到 CounterFit ​

要使用虚拟湿度和温度传感器，您需要将这两个传感器添加到 CounterFit 应用中。

任务 - 将传感器添加到 CounterFit ​

将湿度和温度传感器添加到 CounterFit 应用中。

  1. 在您的计算机上创建一个名为 temperature-sensor 的文件夹，并在其中创建一个名为 app.py 的单文件 Python 应用，同时创建一个 Python 虚拟环境，并添加 CounterFit 的 pip 包。

    ⚠️ 如果需要，您可以参考第 1 课中创建和设置 CounterFit Python 项目的说明。

  2. 安装一个额外的 Pip 包，用于安装 DHT11 传感器的 CounterFit shim。确保您是在激活虚拟环境的终端中安装的。

    sh
    pip install counterfit-shims-seeed-python-dht

  3. 确保 CounterFit Web 应用正在运行。

  4. 创建一个湿度传感器：

    1. 在 Sensors 面板的 Create sensor 框中，点击 Sensor type 下拉框并选择 Humidity。

    2. 将 Units 保持为 Percentage。

    3. 确保 Pin 设置为 5。

    4. 点击 Add 按钮，在 Pin 5 上创建湿度传感器。

    湿度传感器设置

    湿度传感器将被创建并显示在传感器列表中。

    湿度传感器已创建

  5. 创建一个温度传感器：

    1. 在 Sensors 面板的 Create sensor 框中，点击 Sensor type 下拉框并选择 Temperature。

    2. 将 Units 保持为 Celsius。

    3. 确保 Pin 设置为 6。

    4. 点击 Add 按钮，在 Pin 6 上创建温度传感器。

    温度传感器设置

    温度传感器将被创建并显示在传感器列表中。

    温度传感器已创建

编写温度传感器应用程序 ​

现在可以使用 CounterFit 传感器编写温度传感器应用程序。

任务 - 编写温度传感器应用程序 ​

编写温度传感器应用程序。

  1. 确保在 VS Code 中打开了 temperature-sensor 应用。

  2. 打开 app.py 文件。

  3. 在 app.py 文件顶部添加以下代码，将应用程序连接到 CounterFit：

    python
    from counterfit_connection import CounterFitConnection
CounterFitConnection.init('127.0.0.1', 5000)

  4. 在 app.py 文件中添加以下代码以导入所需的库：

    python
    import time
from counterfit_shims_seeed_python_dht import DHT

    from seeed_dht import DHT 语句导入了 DHT 传感器类，用于通过 counterfit_shims_seeed_python_dht 模块的 shim 与虚拟 Grove 温度传感器交互。

  5. 在上述代码之后添加以下代码，以创建管理虚拟湿度和温度传感器的类实例：

    python
    sensor = DHT("11", 5)

    这声明了一个 DHT 类的实例，用于管理虚拟的数字湿度和温度传感器。第一个参数告诉代码使用的是虚拟 DHT11 传感器。第二个参数告诉代码传感器连接到端口 5。

    💁 CounterFit 通过连接两个传感器来模拟这个组合的湿度和温度传感器，一个湿度传感器连接到创建 DHT 类时给定的引脚，另一个温度传感器运行在下一个引脚上。如果湿度传感器在引脚 5 上，shim 会期望温度传感器在引脚 6 上。

  6. 在上述代码之后添加一个无限循环，以轮询温度传感器的值并将其打印到控制台：

    python
    while True:
    _, temp = sensor.read()
    print(f'Temperature {temp}°C')

    调用 sensor.read() 会返回一个包含湿度和温度的元组。您只需要温度值，因此可以忽略湿度值。然后将温度值打印到控制台。

  7. 在循环末尾添加一个 10 秒的小延迟，因为温度水平不需要连续检查。延迟可以减少设备的功耗。

    python
    time.sleep(10)

  8. 在 VS Code 的终端中，激活虚拟环境后运行以下命令以运行您的 Python 应用程序：

    sh
    python app.py

  9. 在 CounterFit 应用中更改温度传感器的值，以便应用读取该值。您可以通过以下两种方式之一进行更改：

    • 在温度传感器的 Value 框中输入一个数字，然后点击 Set 按钮。您输入的数字将是传感器返回的值。

    • 勾选 Random 复选框，并输入 Min 和 Max 值，然后点击 Set 按钮。每次传感器读取值时，它将读取一个介于 Min 和 Max 之间的随机数。

    您应该会在控制台中看到您设置的值。更改 Value 或 Random 设置以查看值的变化。

    text
    (.venv) ➜  temperature-sensor python app.py
Temperature 28.25°C
Temperature 30.71°C
Temperature 25.17°C

💁 您可以在 code-temperature/virtual-device 文件夹中找到此代码。

😀 您的温度传感器程序运行成功！