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Wio Terminal IMU 传感器

在本节中，我们将详细介绍传感器的工作原理、如何使用 Wio Terminal 获取传感器数据以及如何通过 Wio Terminal 和 Grove - Wio-E5 发送数据。

可升级为工业传感器​

通过 SenseCAP S2110 控制器 和 S2100 数据记录仪，您可以轻松将 Grove 转变为 LoRaWAN® 传感器。Seeed 不仅帮助您进行原型开发，还为您提供了通过 SenseCAP 系列坚固的工业传感器扩展项目的可能性。

IP66 外壳、蓝牙配置、与全球 LoRaWAN® 网络的兼容性、内置 19 Ah 电池以及来自 APP 的强大支持，使得 SenseCAP S210x 成为工业应用的最佳选择。该系列包括土壤湿度、空气温湿度、光强、CO2、电导率以及 8 合 1 气象站的传感器。尝试最新的 SenseCAP S210x，为您的下一个工业项目取得成功。

SenseCAP 工业传感器
S2100
数据记录仪		S2101
空气温湿度		S2102
光强		S2103
空气温湿度 & CO2
S2104
土壤湿度 & 温度		S2105
土壤湿度 & 温度 & 电导率		S2110
LoRaWAN® 控制器		S2120
8 合 1 气象站

传感器的工作原理​

在本节中，我们需要学习如何使用内置于 Wio Terminal 的 IMU 传感器。

LIS3DHTR 加速度传感器是一种压电传感器，它将被测物体的加速度转换为感应单元电压的变化，然后通过转换电路将感应单元变化的值转换为电压值，接着对信号进行相应的放大和滤波处理，将模拟量处理为适合且稳定的输出信号，此时输出信号为电压值，最后通过 ADC 转换器将其转换为数字信号。

有关使用 IMU 传感器的更多信息，请参考这里。

所需材料​

Wio TerminalGrove - Wio-E5

初步准备​

连接​

在本例中，我们需要借助 Grove LoRa® E5 连接到附近的 LoRa® 网关。我们需要将 Wio Terminal 右侧的 Grove 端口配置为软串口以接收 AT 命令。

note

为什么不使用左侧的 Grove 端口？

左侧的 Grove 接口支持 IIC，而我们大多数传感器使用 IIC 接口，因此保留它是更好的解决方案。

软件准备​

步骤 1. 安装 Arduino 软件。

步骤 2. 启动 Arduino 应用程序。

步骤 3. 将 Wio Terminal 添加到 Arduino IDE。

打开 Arduino IDE，点击 File > Preferences，并将以下 URL 复制到 Additional Boards Manager URLs：

https://files.seeedstudio.com/arduino/package_seeeduino_boards_index.json

点击 Tools > Board > Board Manager，然后在 Boards Manager 中搜索 Wio Terminal。

步骤 4. 选择你的开发板和端口

你需要在 Tools > Board 菜单中选择与你的 Arduino 对应的条目，选择 Wio Terminal。

从 Tools -> Port 菜单中选择 Wio Terminal 开发板的串口设备。这通常是 COM3 或更高（COM1 和 COM2 通常保留给硬件串口）。要确认，可以断开 Wio Terminal 开发板并重新打开菜单；消失的条目应该是 Arduino 开发板。重新连接开发板并选择该串口。

tip

对于 Mac 用户，串口可能类似于 /dev/cu.usbmodem141401。

如果无法上传代码，通常是因为 Arduino IDE 无法将 Wio Terminal 切换到引导加载模式（可能是因为 MCU 停止运行或程序正在处理 USB）。解决方法是手动将 Wio Terminal 切换到引导加载模式。

步骤 5. 下载 Grove - Wio-E5 库

访问 Disk91_LoRaE5 仓库，并将整个仓库下载到本地。

步骤 6. 将库添加到 Arduino IDE

现在，可以将 3 轴数字加速度计库安装到 Arduino IDE 中。打开 Arduino IDE，点击 sketch -> Include Library -> Add .ZIP Library，然后选择刚刚下载的 Disk91_LoRaE5 文件。

获取 Wio Terminal 内置 IMU 传感器的值​

步骤 1. 下载 IMU 代码库

访问 Seeed_Arduino_LIS3DHTR 仓库，并将整个仓库下载到本地。

步骤 2. 将库添加到 Arduino IDE

现在，可以将 3 轴数字加速度计库安装到 Arduino IDE 中。打开 Arduino IDE，点击 sketch -> Include Library -> Add .ZIP Library，然后选择刚刚下载的 Seeed_Arduino_LIS3DHTR 文件。

步骤 3. 获取 IMU 传感器的 3 轴数据

此仓库展示了如何将 Wio Terminal 的内置 IMU 传感器作为一个组件使用。通过库中的 getAccelerationX()、getAccelerationY() 和 getAccelerationZ() 函数，可以直接获取 IMU 传感器的 X 轴、Y 轴和 Z 轴偏移值。这三个值可能是正数或负数的浮点数。

#include"LIS3DHTR.h"
LIS3DHTR<TwoWire> lis;
 
void setup() {
  Serial.begin(115200);
  lis.begin(Wire1);
 
  if (!lis) {
    Serial.println("ERROR");
    while(1);
  }
  lis.setOutputDataRate(LIS3DHTR_DATARATE_25HZ); // 数据输出速率
  lis.setFullScaleRange(LIS3DHTR_RANGE_2G); // 量程设置为 2g
}
 
void loop() {
  float x_values, y_values, z_values;
  x_values = lis.getAccelerationX();
  y_values = lis.getAccelerationY();
  z_values = lis.getAccelerationZ();
 
  Serial.print("X: "); Serial.print(x_values);
  Serial.print(" Y: "); Serial.print(y_values);
  Serial.print(" Z: "); Serial.print(z_values);
  Serial.println();
  delay(50);
}

打开 Arduino IDE 的串口监视器，选择波特率为 115200，并观察结果。

通过 Grove - Wio-E5 发送数据​

我们将结合之前的 Grove - Wio-E5 代码连接到 LoRa® 网络。通过 AT 命令，可以将 IMU 传感器的值发送到 LoRa® 网络。

从上一节获取 IMU 传感器值的代码中可以知道，IMU 传感器的值是三个独立的浮点数，可能为正或负，精确到小数点后两位。

由于发送数据的限制，我们首先需要解决发送端将浮点数转换为整数的问题，以确保发送的数据是整数，因此我们将三个轴的数据都乘以 100。

这样，我们确定了通过 AT 命令发送的数据内容、大小和格式。我们可以设置一个足够大的数组，将需要发送的字符串存储到数组中，最后使用 send_sync() 函数将数组发送出去。

上述思路的伪代码大致如下：

  ......
  float x_values, y_values, z_values;
  x_values = lis.getAccelerationX();
  y_values = lis.getAccelerationY();
  z_values = lis.getAccelerationZ();

  int x = x_values*100;
  int y = y_values*100;
  int z = z_values*100;

  static uint8_t data[6] = { 0x00 };  // 使用 data[] 存储传感器的值

  data_decord(x, y, z, data);

  if ( lorae5.send_sync(              // 发送传感器值
        8,                            // LoRaWan 端口
        data,                         // 数据数组
        sizeof(data),                 // 数据大小
        false,                        // 不需要确认
        7,                            // 扩频因子
        14                            // 发射功率（dBm）
       ) 
  )
  ......

接下来需要做的是使用 begin() 函数初始化 Grove - Wio-E5，并在 setup() 函数中配置 Grove - Wio-E5 的三元组信息。当我们使用 send_sync() 函数发送数据消息时，将尝试加入 LoRaWAN® 网络，一旦成功，数据将被发送，并返回信号强度和地址等信息。

完整代码示例可以在 这里 找到。

tip

我们不建议您现在上传代码查看结果，因为此时您尚未配置 Helium/TTN，将会得到 "Join failed" 的结果。建议您在完成 连接到 Helium 或 连接到 TTN 章节后再上传此代码，以完成完整的数据发送过程。

在您体验并理解了 IMU 传感器的工作原理和数据格式后，请继续下一步教程，加入 LoRaWAN®。

Helium 部分

pir

Helium 介绍

在本章中，我们将介绍 Helium 控制台的操作，以便对 Helium 控制台有一个初步的了解。

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pir

连接到 Helium

本节描述如何配置 Helium，以便传感器数据能够成功上传并显示在 Helium 中。

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TTN 部分

pir

TTN 介绍

在本章中，我们将介绍 TTN 控制台的操作，以便对 TTN 控制台有一个初步的了解。

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pir

连接到 TTN

本节描述如何配置 TTN，以便传感器数据能够成功上传并显示在 TTN 中。

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