物聯(lián)網(wǎng)Python編程實戰(zhàn) 課件 單元9　Python物聯(lián)網(wǎng)綜合實戰(zhàn)

pyecharts圖表操作Python物聯(lián)網(wǎng)綜合實戰(zhàn)江蘇電子信息職業(yè)學(xué)院提綱1.pyecharts圖表操作1.pyecharts圖表操作Python語言程序設(shè)計pyecharts簡介ApacheECharts(incubating)

是一個由百度開源的數(shù)據(jù)可視化，憑借著良好的交互性，精巧的圖表設(shè)計，得到了眾多開發(fā)者的認(rèn)可。而Python是一門富有表達(dá)力的語言，很適合用于數(shù)據(jù)處理。當(dāng)數(shù)據(jù)分析遇上數(shù)據(jù)可視化時，pyecharts

誕生了。pyecharts官網(wǎng)：/#/zh-cn/intro安裝：pipinstallpyecharts

或pip3installpyecharts

1.pyecharts圖表操作Python語言程序設(shè)計Pyecharts繪圖邏輯pyecharts的繪圖邏輯分為以下幾步。①選擇圖表類型；②聲明圖形類并添加數(shù)據(jù)；③選擇全局變量；④顯示及保存圖表；1.pyecharts圖表操作Python語言程序設(shè)計Pyecharts繪圖邏輯---選擇圖表類型1.pyecharts圖表操作Python語言程序設(shè)計Pyecharts繪圖邏輯—選擇圖表類型例如：from

pyecharts.charts

import

Scatter

#

導(dǎo)入散點圖

from

pyecharts.charts

import

Line

#

導(dǎo)入折線圖

from

pyecharts.charts

import

Pie

#

導(dǎo)入餅圖

from

pyecharts.charts

import

Geo

#

導(dǎo)入地圖基于自己的數(shù)據(jù)特點選擇要繪制的圖表。frompyecharts.chartsimport函數(shù)名1.pyecharts圖表操作Python語言程序設(shè)計Pyecharts繪圖邏輯—添加數(shù)據(jù)像散點圖、折線圖等二維數(shù)據(jù)圖形，它既有X軸，又有Y軸，所以我們不僅要為X軸添加數(shù)據(jù)，還要為Y軸添加數(shù)據(jù)。.add_xaxis(xaxis_data=x)為X軸添加數(shù)據(jù)；.add_yaxis(series_name='',y_axis=y)為Y軸添加數(shù)據(jù)；像餅圖、地圖這樣沒有X軸、Y軸區(qū)分的圖形，我們直接使用add()方法添加即可。.add(series_name='',data_pair=[(i,j)fori,jinzip(lab,num)])；1.pyecharts圖表操作Python語言程序設(shè)計Pyecharts繪圖邏輯—添加數(shù)據(jù)series_name參數(shù)：這個參數(shù)必須有，必須寫，哪怕你傳遞一個空字符串，也要寫，因為不寫這個參數(shù)，會報錯1.pyecharts圖表操作Python語言程序設(shè)計Pyecharts繪圖邏輯—選擇全局變量我們學(xué)會了如何使用pyecharts繪圖，并且已經(jīng)繪制出來了某個圖形，此時這個圖形并不一定好看。這就需要我們學(xué)會使用全局配置項，進(jìn)行圖形參數(shù)的調(diào)節(jié)與設(shè)置。所有的全局配置項的使用，都是在options這個子模塊下，我們在設(shè)置全局配置項的時候，記得導(dǎo)入這個模塊。importpyecharts.optionsasopts使用options配置項，在pyecharts中，一切皆O(shè)ptions。全局配置項可通過調(diào)用set_global_options()方法進(jìn)行設(shè)置1.pyecharts圖表操作Python語言程序設(shè)計Pyecharts繪圖邏輯—選擇全局變量全局配置項有以下16小項：系列配置項有以下14小項：1.pyecharts圖表操作Python語言程序設(shè)計Pyecharts繪圖邏輯—選擇全局變量1.pyecharts圖表操作Python語言程序設(shè)計Pyecharts繪圖邏輯--顯示及保存圖表生成HTML1.pyecharts圖表操作Python語言程序設(shè)計Pyecharts繪圖邏輯--顯示及保存圖表1.pyecharts圖表操作Python語言程序設(shè)計Pyecharts繪圖邏輯—實例之散點圖謝謝物聯(lián)網(wǎng)后臺Web開發(fā)Python物聯(lián)網(wǎng)綜合實戰(zhàn)江蘇電子信息職業(yè)學(xué)院提綱1.Django簡介2.Django項目創(chuàng)建3.Django與Pyecharts結(jié)合4.Django與MySQL結(jié)合1.Django簡介Python語言程序設(shè)計Django簡介Django是一個高級的Python網(wǎng)絡(luò)框架，可以快速開發(fā)安全和可維護(hù)的網(wǎng)站。Django采用了MVT的軟件設(shè)計模式，即模型（Model），視圖（View）和模板（Template）2.Django項目創(chuàng)建Python語言程序設(shè)計（1）創(chuàng)建工程打開Python編譯器，選擇“file”—“NewProject”—“Django”—“MoreSettings”—“Applicationname”（輸入app名字）—Create2.Django項目創(chuàng)建Python語言程序設(shè)計（2）配置運(yùn)行參數(shù)在Parames選項中輸入?yún)?shù)“:8000”“8000”是端口號，注意不要和已經(jīng)占用的端口沖突。2.Django項目創(chuàng)建Python語言程序設(shè)計（3）運(yùn)行按鈕控制臺輸出

可以訪問測試的鏈接

2.Django項目創(chuàng)建Python語言程序設(shè)計（4）訪問測試鏈接打開默認(rèn)界面2.Django項目創(chuàng)建Python語言程序設(shè)計（5）視圖和URL配置新建視圖，并在視圖中顯示“你好，物聯(lián)網(wǎng)Python！”。dataVisual項目中的dataVisual目錄下，新建一個views.py文件fromdjango.httpimportHttpResponsedefhello(request):

returnHttpResponse("你好，物聯(lián)網(wǎng)Python！")dataVisual/dataVisual/views.py文件代碼dataVisual/dataVisual/urls.py文件代碼fromdjango.urlsimport

re_pathasurlfrom.importviewsurlpatterns=[url(r'^$',views.hello),]3.Django與Pyecharts結(jié)合Python語言程序設(shè)計（1）配置data的urlsfromdjango.urlsimportpathfrom.importviewsurlpatterns=[ path('get_temp_humid/',views.get_temp_humid,name='get_temp_humid'),]data目錄下新建一個urls.py（data/urls.py）文件dataVisual/urls.py中新增剛剛編寫的“data.urls”path('data/',include('data.urls'))3.Django與Pyecharts結(jié)合Python語言程序設(shè)計（2）使用pyecharts模板創(chuàng)建視圖文件在data文件夾下新建templates文件夾，用于存放pyecharts視圖模板按照“site-packages—>

pyecharts—>

render—>

templates”路徑找到模板文件，將該目錄下的所有文件拷貝到剛新建的data/templates文件夾下。3.Django與Pyecharts結(jié)合Python語言程序設(shè)計（3）渲染圖表編寫溫濕度數(shù)據(jù)展示的視圖代碼并保存到data/views.py中3.Django與Pyecharts結(jié)合Python語言程序設(shè)計（4）運(yùn)行項目url請求的映射參數(shù)為：“data/get_temp_humid”4.Django與MySQL結(jié)合Python語言程序設(shè)計（1）MySQL安裝與配置

pipinstallpymysql修改dataVisual項目中的settings.py文件DATABASES={

'default':{

'ENGINE':'django.db.backends.mysql',

'NAME':'greenhousesdata',

#連接的數(shù)據(jù)庫

'HOST':'',

#mysql的ip地址

'PORT':3306,

#mysql的端口

'USER':'root',

#mysql的用戶名

'PASSWORD':'123456'

#mysql的密碼

}}安裝4.Django與MySQL結(jié)合Python語言程序設(shè)計（2）測試Mysql加載情況

在Pycharm編譯器中找到“Database”工具欄，展開后點擊“+”—>“DataSource”—>“MySQL。進(jìn)入測試連接頁。4.Django與MySQL結(jié)合Python語言程序設(shè)計（2）測試Mysql加載情況

在Database測試連接界面中填寫數(shù)據(jù)庫地址、用戶名、密碼、及數(shù)據(jù)庫名稱等信息，點擊“TestConnection”按鈕進(jìn)行測試。4.Django與MySQL結(jié)合Python語言程序設(shè)計（3）修改項目文件夾下的__init.py文件由于接入了Mysql，所以要替換默認(rèn)

在項目文件夾下的__init__py，添加以下內(nèi)容importpymysqlpymysql.version_info=(1,4,13,"final",0)pymysql.install_as_MySQLdb()運(yùn)行manage.py文件，正常啟動，說明Mysql版本、django版本等環(huán)境兼容謝謝Python物聯(lián)網(wǎng)綜合實戰(zhàn)氣象數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)硬件設(shè)計江蘇電子信息職業(yè)學(xué)院提綱1.無線通信節(jié)點設(shè)計2.空氣溫濕度傳感器3.氣壓傳感器無線通信節(jié)點設(shè)計11.無線通信節(jié)點設(shè)計物聯(lián)網(wǎng)Python編程實戰(zhàn)ESP8266根據(jù)氣象數(shù)據(jù)監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計要求，無線通信節(jié)點需要實現(xiàn)數(shù)據(jù)采集、信息傳輸?shù)裙δ?，根?jù)要實現(xiàn)的功能，選擇ESP8266作為無線通信節(jié)點模塊。ESP8266是一款超低功耗的UART-WiFi透傳模塊，擁有業(yè)內(nèi)極富競爭力的封裝尺寸和超低能耗技術(shù)，專為移動設(shè)備和物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用設(shè)計，可將用戶的物理設(shè)備連接到Wi-Fi無線網(wǎng)絡(luò)上，進(jìn)行互聯(lián)網(wǎng)或局域網(wǎng)通信，實現(xiàn)聯(lián)網(wǎng)功能。1.無線通信節(jié)點設(shè)計物聯(lián)網(wǎng)Python編程實戰(zhàn)ESP8266ESP8266模塊支持三種工作模式：·STA—Station模式（可連接到其他熱點）?！P—AP模式（默認(rèn)模式ESP8266模塊作為熱點，實現(xiàn)手機(jī)或電腦直接與模塊通信，實現(xiàn)局域網(wǎng)無線控制）。·STA+AP—兩種模式的共存模式，（STA模式）即可以通過路由器連接到互聯(lián)網(wǎng)，并通過互聯(lián)網(wǎng)控制設(shè)備；（AP模式）也可作為WIFI熱點，其他WIFI設(shè)備連接到模塊，這樣實現(xiàn)局域網(wǎng)和廣域網(wǎng)的無縫切換，方便操作。1.無線通信節(jié)點設(shè)計物聯(lián)網(wǎng)Python編程實戰(zhàn)ESP8266模塊具有豐富的AT指令，通過AT指令集配置模塊的網(wǎng)絡(luò)參數(shù)。指令結(jié)構(gòu)每條指令可以細(xì)分為四種命令測試命令A(yù)T+<CMD>=?該命令用于查詢設(shè)置命令或內(nèi)部程序設(shè)置的參數(shù)以及其取值范圍。查詢命令A(yù)T+<CMD>?該命令用于返回參數(shù)的當(dāng)前值。設(shè)置命令A(yù)T+<CMD>=<…>該命令用于設(shè)置用戶自定義的參數(shù)值。執(zhí)行命令A(yù)T+<CMD>該命令用于執(zhí)行受模塊內(nèi)部程序控制的變參數(shù)不可變的功能。1.無線通信節(jié)點設(shè)計物聯(lián)網(wǎng)Python編程實戰(zhàn)ESP8266ESP8266模塊支持三種工作模式：·STA—Station模式（可連接到其他熱點）?！P—AP模式（默認(rèn)模式ESP8266模塊作為熱點，實現(xiàn)手機(jī)或電腦直接與模塊通信，實現(xiàn)局域網(wǎng)無線控制）。·STA+AP—兩種模式的共存模式，（STA模式）即可以通過路由器連接到互聯(lián)網(wǎng)，并通過互聯(lián)網(wǎng)控制設(shè)備；（AP模式）也可作為WIFI熱點，其他WIFI設(shè)備連接到模塊，這樣實現(xiàn)局域網(wǎng)和廣域網(wǎng)的無縫切換，方便操作。模塊與USB-TTL接線ESP8266模塊USB-TTLGNDGNDVCC3.3VRXDTXDTXDRXDCH_PD3.3V空氣溫濕度傳感器22.空氣溫濕度傳感器物聯(lián)網(wǎng)Python編程實戰(zhàn)DHT11DHT11數(shù)字溫濕度傳感器是一款含有已校準(zhǔn)數(shù)字信號輸出的溫濕度復(fù)合傳感器。它應(yīng)用專用的數(shù)字模塊采集技術(shù)和溫濕度傳感技術(shù)，確保產(chǎn)品具有極高的可靠性與卓越的長期穩(wěn)定性。應(yīng)用領(lǐng)域：暖通空調(diào)、測試及檢測設(shè)備、汽車、數(shù)據(jù)記錄器、消費(fèi)品、自動控制、氣象站、家電、濕度調(diào)節(jié)器以及醫(yī)療等。2.空氣溫濕度傳感器物聯(lián)網(wǎng)Python編程實戰(zhàn)DHT11DHT11器件采用簡化的單總線通信。單總線即只有一根數(shù)據(jù)線，系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)交換、控制均由單總線完成。單總線通常要求外接一個約5.1kΩ的上拉電阻，這樣，當(dāng)總線閑置時，其狀態(tài)為高電平。由于它們是主從結(jié)極，只有主機(jī)呼叫從機(jī)時，從機(jī)才能應(yīng)答，因此主機(jī)訪問器件都必須嚴(yán)格遵循單總線序列。單個數(shù)據(jù)引腳端口完成輸入輸出雙向傳輸。其數(shù)據(jù)包由5Byte（40Bit）組成。數(shù)據(jù)分小數(shù)部分和整數(shù)部分，一次完整的數(shù)據(jù)傳輸為40bit，高位先出。DHT11的數(shù)據(jù)格式為：8bit濕度整數(shù)數(shù)據(jù)+8bit濕度小數(shù)數(shù)據(jù)+8bit溫度整數(shù)數(shù)據(jù)+8bit溫度小數(shù)數(shù)據(jù)+8bit校驗和。其中校驗和數(shù)據(jù)為前四個字節(jié)相加。氣壓傳感器33.氣壓傳感器物聯(lián)網(wǎng)Python編程實戰(zhàn)BMP180BMP180是BoschSensortec的一種高精度數(shù)字氣壓和溫度傳感器，使用BMP180可以測量環(huán)境溫度、壓力和高度。它由壓阻傳感器、模數(shù)轉(zhuǎn)換器，帶E2PROM和串行I2C接口的控制單元組成。3.氣壓傳感器物聯(lián)網(wǎng)Python編程實戰(zhàn)BMP180BMP180是BoschSensortec的一種高精度數(shù)字氣壓和溫度傳感器，使用BMP180可以測量環(huán)境溫度、壓力和高度。它由壓阻傳感器、模數(shù)轉(zhuǎn)換器，帶E2PROM和串行I2C接口的控制單元組成。序號Pin腳名稱功能說明1VCC3.3V2GND地線3SCLI2C通信模式時鐘信號4SDAI2C通信模式數(shù)據(jù)信號謝謝Python物聯(lián)網(wǎng)綜合實戰(zhàn)氣象數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)軟件設(shè)計江蘇電子信息職業(yè)學(xué)院提綱1.無線通信實現(xiàn)2.溫濕度數(shù)據(jù)采集軟件實現(xiàn)3.氣壓數(shù)據(jù)采集軟件實現(xiàn)4.數(shù)據(jù)采集存儲5.溫濕度采集數(shù)據(jù)可視化顯示項目選擇STM32F103C8T6最小系統(tǒng)作為核心處理器（MCU），如圖所示。DHT11與BMP180傳感器分別采集溫濕度和氣壓數(shù)據(jù)，單片機(jī)（STM32）將采集到的數(shù)據(jù)處理后通過串口發(fā)給ESP8266無線模塊，無線模塊將數(shù)據(jù)通過WIFI發(fā)送至遠(yuǎn)程終端存入數(shù)據(jù)庫（MySQL），終端將通過實時訪問數(shù)據(jù)庫實現(xiàn)數(shù)據(jù)提取實時顯示。模塊（ESP8266）STM32GND電源地VCC接3.3v電源URXDPA9（USART1_TX）UTXDPA10（USART1_RX）CH_PD接3.3v電源模塊（溫濕度）STM32GND電源地VCC接5v電源DATAPB8模塊（壓力傳感器）STM32GND電源地VCC接3.3v電源SCLPB6SDAPB7無線通信實現(xiàn)11.無線通信實現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)Python編程實戰(zhàn)無線通信模塊ESP8266支持AT指令實現(xiàn)WIFI通信功能，本項目將模塊設(shè)置成客戶端，電腦作為服務(wù)端，實現(xiàn)氣象數(shù)據(jù)遠(yuǎn)程傳輸、存儲與顯示。AT命令功能AT+CWMODE=3模塊設(shè)置AP+Station模式（電腦串口助手）AT+RST重啟模塊（電腦串口助手）AT+CWSAP="WANTIN","123456",1,0,4,0設(shè)置AP模式下的WiFi名稱、密碼等（電腦串口助手）AT+CIPMODE=1透傳模式（電腦串口助手）AT+CIPMUX=1多路連接模式（電腦串口助手）手機(jī)連接模塊手機(jī)端口號設(shè)置成8080（手機(jī)端調(diào)試助手）AT+CIPSTART="TCP","",8080建立TCP連接（電腦串口助手）AT+CIPSEND發(fā)送數(shù)據(jù)（該指令必須在開啟透傳模式下使用）（電腦串口助手）注：單片機(jī)上電時需要通過串口將表中前5個AT命令發(fā)送至ESP8266實現(xiàn)模式配置溫濕度數(shù)據(jù)采集軟件實現(xiàn)22.溫濕度數(shù)據(jù)采集軟件實現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)Python編程實戰(zhàn)DHT11溫濕度傳感器模塊是單總線數(shù)據(jù)格式，即單個數(shù)據(jù)引腳端口完成輸入輸出雙向傳輸。其數(shù)據(jù)包由5Byte（40Bit）組成。數(shù)據(jù)分小數(shù)部分和整數(shù)部分，一次完整的數(shù)據(jù)傳輸為40bit，高位先出。DHT11的數(shù)據(jù)格式為：8bit濕度整數(shù)數(shù)據(jù)+8bit濕度小數(shù)數(shù)據(jù)+8bit溫度整數(shù)數(shù)據(jù)+8bit溫度小數(shù)數(shù)據(jù)+8bit校驗和。其中校驗和數(shù)據(jù)為前四個字節(jié)相加。2.溫濕度數(shù)據(jù)采集軟件實現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)Python編程實戰(zhàn)由以上數(shù)據(jù)就可得到濕度和溫度的值，計算方法：·濕度=byte4.byte3=45.0(％RH)·溫度=byte2.byte1=28.0(℃)·校驗=byte4+byte3+byte2+byte1=73(=濕度+溫度)(校驗正確)氣壓數(shù)據(jù)采集軟件實現(xiàn)33.氣壓數(shù)據(jù)采集軟件實現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)Python編程實戰(zhàn)氣壓傳感器模塊采用的是IIC通信，本項目采用的是模擬IIC通信，實現(xiàn)氣壓數(shù)據(jù)的讀取。如表所示，要想測量壓力，需要往0xF4寄存器，寫入值0x34（oss值不同，此值不同），即開啟壓力測量過程，延時之后，讀取0xF6寄存器的值即可求得壓力值。Meas