农业气象站 · 雨量检测系统搭建 · 课程目录

系统概述农业气象站雨量检测系统

是什么？为什么需要它？系统整体架构与工作流程。

核心传感器选型翻斗式雨量传感器

原理、技术参数、选型要点与常见型号对比。

数据采集硬件单片机选型与接口

ESP32/STM32、GPIO、中断、防雷与防水设计。

通信协议基础 RS485 & Modbus

协议详解、传感器数据读取指令格式。

Python环境搭建安装与库管理

Python安装、虚拟环境、pyserial、modbus_tk库。

串口通信实战 pyserial读取传感器

读取雨量传感器数据，解析数据帧。

数据解析与清洗校验与异常处理

原始数据校验、CRC校验、异常值处理、格式化。

本地数据存储 CSV & SQLite

CSV文件存储、SQLite数据库设计、表创建与插入。

实时数据展示 Matplotlib绘图

绘制实时雨量曲线、柱状图。

Web后端搭建 Flask框架入门

RESTful API设计、数据接口开发。

前端页面开发 HTML+CSS+JS

ECharts雨量图表展示。

前后端联调 Ajax实时刷新

Ajax请求数据、实时刷新、跨域问题解决。

MQTT协议入门原理与Broker

Mosquitto搭建、发布/订阅模式。

MQTT数据上云 paho-mqtt实战

使用Python将雨量数据发布到云端。

云平台接入阿里云/腾讯云IoT

平台配置、设备注册、Topic定义。

数据可视化大屏 ECharts仪表盘

雨量热力图、累计雨量仪表盘。

报警机制设计阈值与通知

短信报警(Twilio)、邮件报警(SMTP)。

历史数据查询日期/小时API

按日期、按小时查询API开发，前端日期选择器。

数据导出功能 Excel & PDF

导出Excel报表、PDF报告生成(reportlab)。

系统配置文件 YAML/JSON

配置文件读取、传感器参数动态配置。

多站点管理数据库与地图

多站点表设计、站点切换、Leaflet地图标记。

固件远程升级 ESP32 OTA

OTA升级原理、Python脚本实现固件分发。

低功耗设计休眠与唤醒

传感器休眠策略、定时唤醒、电池供电方案。

系统测试与校准雨量计校准

校准方法、数据对比测试、误差分析。

部署与运维 Docker & Nginx

Docker容器化部署、Nginx反向代理、日志管理。

安全加固 HTTPS & JWT

HTTPS配置、API鉴权(JWT)、数据加密传输。

故障排查指南硬件/软件Bug

常见硬件故障、通信故障、Bug定位与修复。

项目实战综合案例

从零搭建完整的农业气象站雨量检测系统。

扩展功能风速/温湿度/土壤

风速风向检测、温湿度集成、土壤湿度监测。

课程总结与展望农业物联网+AI

发展趋势、AI气象预测、下一步学习建议。