【《基于ESP32的温湿度监控系统设计》14000字（论文）】

目录[17]。每个接入点都要求一个服务集合标识，以识别该设备的身份，即SSID。这个SSID也就是连接WiFi时，能看到的各种无线设备的名称。ESP32-S2模组的WiFi模式分为AP、STA、STA+AP三种。STA模式是为了实现模块的网络连接，即把ESP32-S2模组连接到接入点建立的WiFi网络中。STA模式能很方便地管理WiFi的连接，遇到连接丢失的情况时，ESP32-S2模组也能重新连接，以确保通讯连续。在STA模式下，ESP32-S2模组只需作为设备连接到互联网，能很容易实现控制，所以本文将使用STA模式进行数据传输。2.2.3ESP32开发方法Arduino平台的开发模式是一种SoC开发模式，无需独立的MCU。本次将使用Arduino平台来开发ESP32-S2模组。该平台拥有大量的库还能下载第三方库使用，大大降低了编程难度。对于一些繁琐的连接和信息输出，只需要执行库函数就能非常轻松的解决，无需完全从底层做起，大大加快了开发速度和进程。2.3温湿度传感器选型在农业培育室的数据采集系统中，要对培养室的温度、湿度进行测量，必须将温度和湿度的数据转换成电子信号，再交由计算机进行处理。温湿度传感器DHT11是一种能对温度和湿度同时进行采集的复合型传感器。测量完毕后，它能通过自带的校准系数，来修正输出的温湿度信息，一定程度上提高了数据的准确性。该传感器内部元件有电阻式感湿元件、NTC测温元件各一个和8位单片机连接。该传感器使用单线制串行接口，结构紧凑且传输距离可以到20米以上，整体功耗低。这些优点使得该传感器在各种场景中都是个不错的选择。该传感器拥有两种封装版本：单排3针引脚封装和单排4针脚封装版本。本文使用的是3针脚封装版本，相比于4针脚版本缺少了一个NC引脚。NC引脚为空脚，使用时，一般需要接地。3针脚版本使用3根杜邦线与ESP32-S2模组对应引脚连接就能直接使用，相比4针脚版本使用起来更加方便。传感器DHT11的湿度量程为5~95%RH，温度量程为-20~60℃。湿度精度在±5%RH，温度精度为±2℃。该传感器基本能满足本次设计的需求。该传感器实物见图2-6。图2-6DHT11温湿度传感器2.4硬件电路以ESP32-S2模组为控制器，通过GPIO（GeneralPort）接口，从温度和湿度传感器DHT11中获取数据。该模组使用STA模式时，在连接路由器与互联网连接后，能够与MQTT云服务器建立连接，进行主题建立和数据的传输。当DHT11成功采集到数据后，就会把这些数据传输到建立好的对应的主题中去。实际情况下，ESP32-S2模组通电后，通过串口实现引脚控制程序的烧录。GPIO0与DHT11的DATA引脚连接，其余VCC和GND引脚分别与5V和GND连接。ESP32-S2模组的电路图如图2-7所示。图2-7ESP32-S2模组电路原理图传感器DHT11的供电电压为3－5.5V，一般采用5V电压比较稳定。如果VCC引脚与3V电压IO端口连接，传感器DHT11会有非常大的概率在读取数字信息的时候，一直处于失败状态，且一直显示温湿度均为0。该传感器硬件电路图见图2-8。在图2-9中显示了传感器DHT11和ESP32-S2模组的实际连接。图2-8DHT11温湿度传感器电路原理图图2-9DHT11与ESP32-S2模组实物连接图2.5本章小结本章节中给出了培育室温湿度监控系统的总体设计方案和硬件设计方案,并进行了温湿度传感器的选型;采用了ESP32-S2模组作为连接MQTT服务器和连接传感器的物联网硬件,并说明了其主要功能及其开发模式。温湿度传感器所收集的温湿度环境信号,通过ESP32-S2模组的GPIO端口传输到模块中。ESP32-S2模组可以通过连接WLAN并与MQTT云服务器连接,向MQTT云服务器发布当前温湿度数据。最后由PC端的监控系统订阅温湿度信息,并图形化数据。由此实现温湿度信息的传输与远程监测。3ESP32软件设计3.1开发平台3.1.1平台搭建ArduinoIDE是一个具有丰富的库功能的开发环境，它不但能与Arduino中的大部分库相兼容，而且还可以增加第三方库。在安装了ESP32-S2模组的支持包后，就可以在Arduino环境下进行这个模组的开发。在管理库一栏里，可以下载其他所需要的库。本次软件程序需要下载PubSubClient库（用于向MQTT云服务器发送主题信息），配置开发板成功如图3-1所示。图3-1ESP32-S2配置成功图3.1.2Arduino编程软件ArduinoIDE中，可以通过调用库函数，快速完成程序代码的编写，同时代码可读性相对较高。Arduino为免费开源软件，常用编程语言为C语言和Java。Arduino可以在多个平台使用，如：Windows、Linux等。Arduino程序主要分为三个部分：结构，值，函数。此开发软件拥有两个主函数：Setup()函数处于Setup()函数中的代码只会在设备启动和复位时执行一次。此函数用来执行具体功能前的前提工作如：初始化变量，引脚以及启动一些库文件等等。Loop()函数下的代码会在启动后连续循环运行，控制开发板的代码主要位于此函数下。基本架构如图3-2所示。图3-2Arduino程序界面3.2传感器采集程序传感器DHT11采用单总线传输信号，可以实现单线双向，通讯依靠DATA引脚。传感器采用的单总线数据格式，一次通讯总共时间大约4毫秒，输出的数据分为小数和整数两个部分。一次输出的完整数据总长度为40bit，第一字节的数据是湿度的高位，然后下一个字节是湿度的低位，即小数位。随后两个字节数据分别是温度的高位和低位，最后一个字节的数据为校验和。传感器DHT11完整时序图如图3-3所示。图3-3DHT11通讯全程时序图总线空闲时，默认位于高位，为了防止出错，主机先拉高总线延时一段时间后，再执行后续操作，且传感器DHT11上电之后需要等待1秒以越过不稳定时间。该传感器传输信息前，需要主机发送一个开始信号，否则不会读取任何数据。主机会通过拉低总线的方式发送一个低电平信号至少18毫秒，作为开始信号，然后拉高总线再延时20-40微秒，释放总线，等待从机发送应答信号。从机读取到主机的开始信号，并且总线被释放后，会发送立刻发送应答信号。从机发送一个80微秒的低电平信号，然后拉高总线并延时80微秒，等待开始传输数据。开始信号和应答信号详细时序图如图3-4所示。图3-4主从机开始和应答信号时序图传感器开始传输数据，每1bit数据发送前都需要先发送固定的50微秒的低电平信号，然后拉高总线，通过延时不同的时间，来分别表示数据1和0。数据1为总线拉高后，延时26-28微秒，数据0为总线拉高后，延时70微妙。通过判断传输时，总线拉高从开始到结束的时间是否大于40微秒，来确定是传输的数据。当一位数据发送完毕后，会立刻开始下一位数据的发送，一直持续到完整的四十位数据全部输出。数据“1”的详细时序图如图3-5所示，数据“0”的详细时序图如图3-6所示。图3-5数据“1”时序图图3-6数据“0”时序图当完整的40bit数据发送完毕后，传感器会发送一个结束信号，传输信号为50微秒的低电平信号。发送结束信号后，传感器进入低速模式。如果没有新的开始信号传入，不能进行数据采集和传输，且前后两次数据采集需要一定的间隔时间,大约两秒。3.3MQTT通信协议MQTT又名消息队列遥测传输。它是一种为了在客户端与服务器之间完成信息传输而创建的协议。该协议通过订阅和发布消息的方式完成信息传递。MQTT协议具有轻量、开放、简单和易于实现等优势，适用范围广。MQTT在低带宽、不可靠的情况下被广泛使用。它还被设计用于处理这样的环境中的通讯问题，并具备如下特征：（1）采用发布和订阅消息的方式传输信息，能够提供一对多的消息发布，能够有效解除应用程序之间的耦合；（2）信息传输时，可以对负载内容进行屏蔽；（3）提供利用TCP/IP进行的网络连接；（4）传输信息的服务质量等级有三种；（5）小型传输，极少的开销，最小化协议交换，极少的网络流量消耗；云服务器可以接收由ESP32-S2模组创建的两个主题（温度和湿度）中的数据，然后把这些数据推送给订阅了相关主题的设备。MQTT云服务器需要租赁搭建，现先使用免费的MQTT云服务器代替。公共免费的MQTT云服务器如下表1-1所示。本次选择的MQTT云服务器是Mosquitto。该云服务器连接稳定，在多次连续的连接通信测试中，从未离线和丢失数据。表3-1公共免费MQTT服务器地址及端口MQTT服务器地址TCP端口TCP/TLS端口WebSocket端口18838883—1883—80003.4WiFi程序设计3.4.1ESP32连接MQTT云服务器Arduino拥有WiFi的库，调用库可以很容易地连接WiFi。要想连接WiFi，首先要将ESP32-S2模组设置为STA模式，再输入一个可用的WiFi设备的SSID和PASSWORD。然后，ESP32-S2模组将会尝试与WiFi相连。当连接到WiFi时，函数将会在串口中输出WiFiConneted，当连接失败时，则会进行重连接。当WiFi连接成功后，开始尝试连接MQTT云服务器Mosquitto。连接MQTT云服务器需要先向云服务器发送一个名为CONNECT的报文。该报文内容如表3-2所示。表3-2CONNECT报文内容名称内容ClientIdESP32-84:F7:03:7A:E2:94CleanSessionTrueUsername(可选)—Password(可选)—LastWillTopic(可选)—LastWillQoS(可选)—LastWillMessage(可选)—LastWillRetain(可选)—KeepAlive60当MQTT云服务器接收到报文后，会返回一个CONNACK的报文给客户端，用于确定连接请求。具体报文内容如表3-3所示。表3-3CONNACK报文内容名称内容SessionPresentTrueReturnCode0ClientId是MQTT客户端的标识。MQTT服务端用该标识来识别客户端。因此ClientId必须是独立的。如果两个MQTT客户端使用相同ClientId标识，服务端会把它们当成同一个客户端来处理。通常ClientId是由一串字符所构成的。为了防止ClientId重复，ClientId由中文字符加设备MAC地址组成。CleanSession设置为False时，能够保存上次发送的信息，如果接收端未搜到消息，发送端会不断发送保存的消息，以确保该条消息不丢失，本次设置为True。其他参数可以使用默认设置，此外还需要打开MQTT服务器Server模式，设置MQTT服务器地址和端口号。成功连接MQTT云服务器后，在串口输出ClientId，MQTT服务器地址等相关信息，未成功则输出连接失败，模块会尝试重新连接。3.4.2向MQTT服务器发送数据在基于MQTT协议的互联网络中，发布者负责发布消息，订阅者负责订阅消息。MQTT云服务器将作为两者传递数据的中转站，将发布的消息进行统一管理调配，从发布者传递到订阅者。在MQTT协议下，信息从发布的设备传递到订阅信息的设备之中，存在了一个核心设备—MQTT云服务器。MQTT云服务器负责管理发布者发布的消息，并把消息推送给订阅了该主题消息的设备。（1）MQTT云服务器是整个网络通讯的关键，所有传输的数据都需要由MQTT云服务器来管理和传输。（2）在将Mosquitto云服务器与ESP32-S2模组连接时，首先要打开云服务器的Server模式。然后，ESP32-S2模组需要设定该云服务器的端口号和IP地址。完成以上两项参数设定后，ESP32-S2模组将与Mosquitto云服务器进行长时间的通讯连接。并且Mosquitto云服务器会检查ESP32-S2模组的连接情况，一旦ESP32-S2模组无响应的时间超过了设定的心跳时间，云服务器就会判断该设备离线。（3）首先ESP32-S2模组会先确定是否与Mosquitto云服务器仍然处于连接状态，如果断开连接，会立刻尝试重新连接。当连接确定完毕后，一旦到了内部设置的时间间隔，ESP32-S2模组就开始创建温度和湿度的主题，然后发送数据到对应的主题中。本设计实时数据包括有两个主题：温度主题和湿度主题，不同主题下对应不同的数据。当Mosquitto云服务器收到对应主题的数据之后，该服务器会向订阅该主题的设备/平台推送主题对应的数据。这就是大致的监控系统订阅和发布信息的流程。Mosquitto客户端发布消息的时候，会试图向Mosquitto云服务器发送一个名叫PUBLISH的报文。PUBLISH报文的具体详细信息如表3-4所示。表3-4PUBLISH报文内容名称内容PacketId3468TopicESP32温度QoS0RetainFlagFalsePayloadESP32温度：32.4DupFlagFalse报文中有两个重要信息，第一是主题名称，设备订阅和发布主题需要知道主题名称。第二是服务质量(QoS),一共分为三个级别，分别是0，1，2。QoS为0时，占用带宽最低，对于发布信息而言，表示客户端向服务端最多发送一次信息，不会对于数据传输成功于否进行确认。QoS为1时，发送端至少会发送一次信息，发送信息后会确认一次信息是否收到，所以服务端有可能收到多条同样的信息。QoS为2时，发送端发送信息会两次确认信息是否收到，保证服务端不会收到多条同样信息，能够保证只收到一次。当发送端发送PUBLISH报文后，如果接收端接收到消息，会返回一个PUBACK的报文用于应答，报文内容只有一条PacketId的消息，用以比对信息是否一致。QoS为2的服务质量，通讯质量最好，但是对于宽带占用最高。因为PubSub库目前只支持QoS为0发布信息，所以本次将使用QoS为0的服务质量发布消息。传输信息会按照固定时间间隔来发送，使用Ticker库的函数来周期定时，保证固定时间发送信息，同时保持心跳。在连接服务器成功后，计时器到设定时间后，ESP32-S2模组就会开始尝试读取DHT11的温湿度数据，读取成功后就会开始创建主题和发送信息。读取DHT11的数据失败则会发送上一次读取时，保存的温湿度信息。遇到意外重新断开连接，也能很快重新连接。理论上，只要网络稳定可用，节点就能一直正常工作。具体ESP32-S2模组的STA模式流程如图3-7所示。图3-7STA模式流程图3.5软件调试传感器DHT11读取数据时，显示数据“0”和数据“1”的区分时间极短，需要精准定时判断，否则传感器数据会出现数据异常无法通过校验的情况，如图3-8所示。图3-8温湿度数据串口输出异常图Arduino拥有一个Micros()函数。该函数从上电开始计时，分辨率为4微秒，大约70分钟后溢出，然后归零重新计时，能够满足需求。使用Micros()函数分别记录下传输数据上拉总线的开始和结束时间，就能准确判断数据“1”和数据“0”，保证数据传输的准确性。传输温湿度数据部分程序如图3-9所示，串口输出数据如图3-10所示。图3-9传输温湿度数据部分程序图图3-10温湿度数据正常串口输出图分别完成两个程序的模块化设计后，将程序组合。温湿度传感器DHT11需要在启动上电时，等待一秒以越过不稳定时间。但是，ESP32-S2模组连接上MQTT云服务器也需要等待计时器到设定时间才会开始读取温湿度数据，所以无需准备额外的延时时间等待传感器DHT11。该传感器程序设计时，为了准确定时而使用了Micros()函数。该函数始终存在溢出问题。如果该函数溢出时，会发生该次读取的数据无法通过校验的情况，也无法传输到云服务器中。同时，传感器如果出现短暂读数出错，服务器也会缺少一次数据，监控画面中会出现突然降落的曲线。为了应对偶发性读数出错和函数溢出问题导致监控画面曲线异常。程序中使用全局变量记录上一次温湿度数据，如果判断本次数据无误，则输出本次数据，出错则输出上一次的数据。程序只保留上一次数据，只有遇到连续两次数据均读数失败，才会导致监控画面曲线异常。3.6本章小结本章重点阐述了培育室温度、湿度监控制系统的软件设计，并对Arduino平台的搭建、开发以及优点进行了简单的阐述。例如：支持多种库，编程相对简单快捷，程序可读性高。简要介绍了Arduino平台的搭建流程，ESP32-S2模组的作用，以及着重描述了温湿度传感器DHT11读取数据的具体流程和程序设计，解决了读取数据时，频繁发生的问题；完成了ESP32-S2模组向云服务器发布消息的程序的设计。程序通过调用库函数连接上WiFi，再通过与MQTT服务器传输报文，完成了与MQTT服务器的连接。最后ESP32-S2模组创建出温度和湿度两个主题，并把读取到的温湿度信息发送到MQTT服务器对应的主题中。4基于Node-RED的监控平台4.1Node-REDNode-RED是一个开源的平台，是一个可视化物联网工具，可以使用浏览器的流程编辑器来连接设备、服务器和API应用。旨在用于快速，低成本地搭建一个Iot平台，提供了Web页面，来编写Flow。该平台支持，HTTP，MQTT等多种协议。支持所有主流的链接设备和服务器。Node-RED是构建物联网应用程序的一个非常便捷且强大的工具，与平常的开发手段不同，它使用的一个个封装起来的块，开发者把预定义的代码放到块的内部，然后通过一个个块连接起来，来执行想要完成的功能。连接的节点，有几个常用节点，通常都是这些常用节点的排列组合。当这些节点连接在一起，通常信息会在内部一直传递，这样的结构被称为“流”（Flows），通过观察这个流就能很清晰地了解整个工程的结构和思路，非常有效地提高了可读性。NodeRED的应用场景有以下几个主要场景：（1）Node-RED能够部署在云端，也能部署在边缘设备上。Node-RED对于物联网数据格式的转换以及预处理这些类型工作非常擅长。工作时，会把数据存储到实时数据库influxDB中，最后Grafana可视化显示。（2）随着物联网的发展，很多应用越来越小型化，类似于云端应用的微服务化将会成为大趋势。容器（微服务）之间的数据流控制就是快速部署和更新应用就是该技术的最大优点。对于有大量的数据需要储存和分析，Node-RED能够很好地控制这些数据流。（3）使用Node-RED来制作监控系统，能很容易订阅MQTT服务器，同时作为图形化的编程界面，整体流程也非常清晰，修改信息很相对方便，更加便于让多个设备同时出现在监控画面中，实现多点分布式监控。4.1.1搭建Node-RED平台Node-RED安装和启动方式比较特殊，不同于其他软件，其具体步骤如下：（1）搭建平台需要先下载Node-RED.js；（2）安装完后，打开WINDOWS系统的命令提示符CMD，使用管理员模式运行，依次输入代码“node-v”和“npm-v”验证是否安装成功；（3）出现版号则表示成功。则继续输入“npminstall-g--unsafe-permnode-red”；成功安装后，输入“node-red”即可启动，画面如图4-1所示。图4-1Node-RED安装界面启动完毕后，不能关闭CMD窗口，需要复制网址“:1880”使用浏览器打开。每次启动Node-RED都需要打开CMD界面输入“node-red”，然后到浏览器打开此网址，浏览器打开后Node-RED界面如图4-2所示。图4-2Node-RED编程界面Node-RED监控画面需要安装DashBoard，安装完成如图4-3所示。图4-3Node-REDDashBoard安装界面4.1.2Node-RED订阅信息和监控画面搭建Node-RED拥有众多节点，订阅MQTT云服务器的温湿度主题信息之前，需要使用一个叫做MQTTIN的节点，该节点专门用于订阅MQTT云服务器的信息。该节点需要把MQTT云服务器的地址和端口号在服务端一栏内编辑填入，最后填入需要从MQTT云服务器中订阅的主题名，本次需要订阅的信息是ESP32温度和ESP32湿度。这样才能从MQTT服务器中获取相关信息。所有信息填写完毕，节点配置成功如图4-4所示。图4-4mqttin节点配置图Node-RED所有流程都由一个一个节点相连构成，从读取数据到传递数据到函数中比较，输出到图形化数据的节点，都是由节点连接构成，节点的内部设置也很简单清晰。Node-RED监控画面依靠DashBoard中的节点组成。监控画面搭建流程如图4-5所示。图4-5监控画面搭建图温湿度上下限判断函数节点内部程序分别如图4-6和图4-7所示。图4-6温度上下限判断程序图4-7湿度上下限判断程序4.1.3监控画面打开监控界面需要在浏览器输入Node-RED界面网址后补充输入/ui，即可。此监控画面地址为“http::1880/ui”具体监控画面，数据每3秒更新一次，如图4-8所示。图4-8监控界面4.2本章小结本章在农业物联网监控应用层面，简要介绍了Node-RED平台的搭建方法和部分节点的使用方法。完成了对于MQTT服务器的订阅以及培育室温湿度监控界面的设计。经过多次测试显示，该系统可以正常收集培育室内的温湿度环境变化，制作的简单警报也能在碰到温湿度警报线后，在监控界面显示警报。遇到某种特殊情况下，ESP32-S2模组意外与WiFi断开后，整个系统很快就能重新连接到互联网，保证了数据的连续性。本系统画面简洁，易于开发。Node-RED提供的可视化节点，使得可以很快搭建一个简单的监控系统画面。该监控画面能够在任何安装了Node-RED的设备上使用。未来增加多个传感器节点或设备也非常容易，开发人员只需要添加对应的节点，配置节点内部信息，把节点相关连接起来即可，为未来增加多个设备实现多点分布式监控奠定了基础。Node-REDDashBoard生成的可视化监控界面实现了培育室远程实时温湿度监控。5总结与展望5.1总结本文设计了一个培育室的温湿度监控系统，使用了Mosquitto云服务器作为MQTT云服务器，把温湿度信息传送到任何能够连接互联网的地方。ESP32-S2模组不仅作为与传感器节点连接的控制器，还作为连接互联网，发送读到的信息的发送器。本文还开发了PC端的监控系统用户界面，满足培育室对于温湿度监控的要求。物联网模组+云服务器的+远程监控的模式，降低了培育室的温湿度监控系统的开发成本，简化了系统的复杂度。主要成果如下所示:（1）选取价格便宜且稳定性不低的温湿度传感器DHT11，完成了培育室温湿度监控系统的整体硬件电路设计和传感器的部署。传感器与ESP32-S2模块的GPIO端口连接，传输温湿度信息到模组中。温湿度信息的实时监测的实现需要ESP32-S2模组与云服务器进行长时间连接，每隔一个设定时间，将传感器读取到的数据上传至云服务器中。多次连续监测温湿度信息测试表明，该监控系统稳定性可靠，传输数据稳定，能长时间运行。（2）介绍了Arduino平台的搭建以及对ESP32-S2模组的支持，利用Arduino对该模组进行编程。针对传感器DHT11，设计了信息采集程序，并通过Arduino的WiFi库，使ESP32-S2模组接入WiFi，完成了该模组通过WiFi与路由器的连接，与MQTT服务器长连接，最后以STA模式进行数据发送。ESP32-S2模组断开WiFi连接或断开云服务器连接后，能立刻重新进行连接，确保了数据传输的完整性。（3）本次选取Node-RED开发监控系统界面。在PC端使用Node-RED建立了培育室温湿度监控系统界面，在PC端，该监控画面实现了对温湿度信息的实时监控。一次布置多个传感器和ESP32-S2模组，还能实现多点分布式监控。多次测试显示，该系统在主动切断连接后，能很快恢复连接并正确传输温湿度信息，无异常丢包情况发生，能够完整记录温湿度变化情况，稳定性总体可靠。Node-REDDashBoard的UI界面能够看到温湿度信息的实时更新，历史数据可以通过Node-RED的Debug节点的界面看到，所以并未专门开发历史数据显示功能，能够自由设置报警系统的温湿度上下限制。5.2展望物联网加持下的农业称为智能农业，它被认为是提高农业生产力的必不可少的一个环节。智能农业的未来充满潜力，绝对不仅仅是当前产生的价值，各国正在继续积极发展相关技术。国家对于智慧农业做出过明确的规划纲要，让物联网技术与传统农业结合，以科技带动生产力，实现新的增长。本文设计的基于ESP32-S2模组的培育室物联网温湿度监控系统，实现了对温湿度传感器数据的采集和对数据的发布和订阅，但相远远达不到能够投入实际应用水平，未来关于该系统中可以从以下几点进行改进和进一步研究：（1）本次设计使用的网络环境较好，ESP32-S2模组与路由器建立了稳定的连接。如果该系统位于更加复杂严苛的网络环境下，WiFi信号会受到一定程度的影响。实际应用上，还需要进一步研究怎么利用更小的带宽，维持稳定的连接，保证即使环境剧烈变化也能使得系统正常工作。（2）此次研究中，只使用了一个低成本精度不高的温湿度传感器DHT11，未来可以考虑使用读数更加精确的传感器，甚至可以通过一个节点增加多个同样的传感器同时读数，使用算法来进一步增加信息的准确度。传感器还能增加其他的类似如光照强度，二氧化碳浓度检测的，土壤含氧量的传感器，把感知层的传感器节点增加。使用Zigbee技术，把所有数据传输到同一个路由器再发送到MQTT服务器中，制作出完整的培育室监控系统。通过读取所有传感器数据，分析培育室环境数据，优化培育室的环境。未来需要研究更多硬件，