青少年从零动手学物联网，Blynk+Mixly+Arduino一本搞定

有的小朋友会做可以远程控制的台灯？有的小朋友给妈妈做了花草监护器？还有小朋友给爸爸做了减肥沙发？“别人家的孩子”这么厉害了吗！？你们也能！

只需要拥有这样一本书，然后认真学习就可以啦！

物联网So Easy 基于Blynk平台的IOT项目实践,作者裘炯涛，陈众贤著。

实用的远程烟雾报警器、酷炫的舞台七彩灯，那个叫“麦熊战车”的停车位检测装置、神奇的教室感应灯，还有足以引出很多烧脑迷题的教室人数统计器……所有这些，都能在这本书里找到！

我们一起来找一些可以利用的材料（LED灯、传感器小模块以及Laserblock-loT木板），打开手机端Blynk App，一步一步，做出你们自己的物联网创意作品吧！

《物联网So Easy》先介绍物联网的一些概念，并在认识物联网开发板的基础上介绍搭建物联网开发环境的方法；接着通过实现远程控制台灯、定时风扇等初级项目，引导读者利用手机与硬件完成互相发送简单命令、实现远程控制、远程数据获取等任务。随着项目的深入，《物联网So Easy》将介绍网络校准时钟、校园气象站等中级项目，进而介绍远程红绿灯、教室人数统计器等高级项目，最终帮助读者掌握复杂数据的发送与接收、硬件与硬件之间的通信与桥接等技能。

通过阅读本书，读者可以掌握Blynk物联网开发技术的相关知识，了解物联网的开发原理与步骤，能够独立开发物联网项目。

本书适合具有图形化编程（Scratch、Mixly等）基础的小学高年级学生以及对物联网等创客技术感兴趣的初、高中学生阅读，也可供中小学信息技术教师、培训机构的创客教师阅读参考。

主体目录：

第一部分准备篇免费

第1章初识物联网免费
第2章认识物联网开发板免费
第3章搭建物联网开发环境免费
第二部分基础项目实践篇
第4章远程控制台灯
第5章走廊噪声检测仪
第6章远程开门
第7章远程烟雾报警器
第8章花草伴侣
第9章定时风扇
第三部分中级项目实践篇
第10章教室感应灯
第11章网络校准时钟
第12章远程音乐播放器
第13章停车位检测装置
第14章校园气象站
第15章舞台七彩灯
第四部分高级项目实践篇
第16章远程红绿灯
第17章儿童起夜提醒器
第18章教室人数统计器
第五部分附录
附录A 常见问题及处理方法
附录B 结构搭建技巧
附录C 搭建Blynk本地服务器
附录D 课堂教学实施策略

样章试读：

远程控制台灯

项目背景

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材料准备

USB电源模块

USB电源模块是一款数字信号执行器，可以通过程序控制其数字信号的高低电平，从而控制连接在其USB接口上的设备的工作状态。在USB电源模块上写有大写字母“D”（Digital），表明这是一款数字执行器，可以连接在物联网开发板的任何一个数字管脚上。比如，在USB电源模块连接一个USB台灯，就可以通过程序来控制台灯的开关和亮度。

$F:\paiban\电子书\19-10-51946\ZW-02-web-resources\image\19.png{31%}$

USB电源模块

USB小台灯

右图所示的是一款小巧便携的，可以连接在电脑USB接口或充电宝等设备上的小台灯。其内部采用LED发光，具有亮度高和能耗低的特点，在创客项目制作中常用于模拟台灯。

$F:\paiban\电子书\19-10-51946\ZW-02-web-resources\image\P24-USB_小台灯.jpg{15%}$

USB小台灯

识点：数字信号

简单地说，数字信号就是只有0和1两种状态的信号。在生活中，数字信号的例子随处可见，比如电灯的开和关就可以与数字信号的1和0对应，声音的有和无也可以与数字信号的1和0对应。在电路中，数字信号可以表现为通路和断路，当然也可以表现为高电平和低电平。

思路分析

一个完整的物联网控制系统需要包含以下几个模块。

App端：通过App接收数据、发送命令。
物联网开发板：作为整个物联网控制系统的核心，物联网开发板承担着采集数据、发送数据、处理数据等任务。
Blynk服务器：用于存储信息，作为App端与开发板的中介。
路由器：路由器是物联网开发板连入网络的第一道门槛。将物联网开发板连接到路由器后，才能连上Blynk服务器。

以上各模块的关系图如图4-1所示。

$F:\paiban\电子书\19-10-51946\ZW-02-web-resources\image\6.png{78%}$

图4-1　物联网控制系统各模块的关系图

当我们使用手机控制小台灯时，手机会发送一个命令到Blynk服务器上。为了准确控制某一块开发板上某一个接口的设备，发送的命令必须包含以下信息：授权码（用于App与物联网开发板匹配）、管脚号（台灯连接管脚号）和命令（开或关）。

手机发送的命令会存储在Blynk服务器中，而物联网开发板会时刻^[1]与Blynk服务器保持联系。一旦物联网开发板获取到手机发送的命令，就会执行该命令。

在本项目中，按下手机上的按钮，将台灯设为“开”后，物联网开发板就会点亮GPIO 12号管脚的台灯。

知识点：授权码（Auth Taken）

授权码是在Blynk App中创建新项目时生成的一串具有唯一性的编码。在编写程序时，需要将该授权码写入程序。将手机和物联网开发板连接到网络后，手机App与物联网开发板凭授权码互相对应。

硬件连接

将USB电源模块连接到物联网开发板的GPIO 12号管脚，再将USB小台灯连接到USB电源模块上，电路连接如图4-2所示。

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图4-2　电路连接

创建项目

创建项目的具体步骤如下。

步骤一：添加项目

打开手机上的Blynk App，通过单击“New Project”来新建项目，如图4-3所示。

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图4-3　新建项目

在“Create New Project”（新建项目）页面输入项目名称，选择ESP8266硬件类型，然后单击“Create”按钮，即可创建项目，如图4-4所示。

$F:\paiban\电子书\19-10-51946\ZW-02-web-resources\image\4-4.png{29%}$

图4-4　设置项目名称

项目创建完成后，系统就会给你的邮箱发送一封包含授权码的邮件。当然，你也可以在项目设置中再次找到该授权码，如图4-5所示。项目初始页面如图4-6所示。

$F:\paiban\电子书\19-10-51946\ZW-02-web-resources\image\4-5.png{29%}$

图4-5　发送授权码

$F:\paiban\电子书\19-10-51946\ZW-02-web-resources\image\4-6.jpg{29%}$

图4-6　项目初始页面

在“Project Settings”（项目设置）中，找到AUTH TOKENS（授权码）。它有两个功能：“Email all”（发送全部授权码到邮箱）和“Copy all”（复制全部授权码到剪贴板）。我们可以选择“Copy all”，然后通过QQ、微信等即时通讯工具将授权码从手机发送到电脑，如图4-7所示。

$F:\paiban\电子书\19-10-51946\ZW-02-web-resources\image\4-7.png{29%}$

图4-7　项目设置页面

创建好项目后，相当于在Blynk App中创建了一个控制台灯App，当然这个App目前是空白的，没有任何功能。

常见的台灯往往只有一个开关，而一部分台灯还会带有调光的功能。那么在Blynk App中，和这两个功能对应的是“Button”（按钮）组件和 “Slider”（滑杆）组件，如图4-8所示。

$F:\paiban\电子书\19-10-51946\ZW-02-web-resources\image\4-8.png{29%}$

图4-8　添加组件

步骤二：添加Button （按钮）组件

选择“Button”，项目页面上就会出现一个Button组件，如图4-9所示。在本项目中，Button组件用于控制台灯的亮灭。

$F:\paiban\电子书\19-10-51946\ZW-02-web-resources\image\4-9.png{29%}$

图4-9　添加Button组件

单击项目页面上的Button组件，进入其设置页面，如图4-10所示，各项参数设置详见表4-1。

$F:\paiban\电子书\19-10-51946\ZW-02-web-resources\image\4-10.png{29%}$

图4-10　Button组件的参数设置

表4-1　Button组件参数设置与说明

设置项	推荐值	说明
设置组件名称	开关	设置该Button组件的名称，建议少于4个字
OUTPUT	GP12	该管脚号要设置为该Button组件要控制的管脚号，此项目中为USB电源模块连接管脚
OFF	0	当按钮处于关闭状态时，发送的电平值一般设置为0；如果所控制的传感器为高电平有效，则要设置为1
ON	1	当按钮处于开启状态时，发送的电平值一般设置为1；如果所控制的传感器为低电平有效，则要设置为0
MODE	SWITCH	SWITCH为切换开关，按下发送ON，再按一次发送OFF；PUSH为轻触开关，按下发送ON，松开发送OFF
OFF LABELS	关	按钮处于关闭状态时的标签文本，一般可以设置为表示关闭的文字，如关闭、熄灭、停止等
ON LABELS	开	按钮处于开启状态时的标签文本，一般可以设置为表示开启的文字，如开启、点亮、运行等

步骤三：添加Slider （滑杆）组件

设置完Button组件后，我们再来添加一个Slider组件，用于控制台灯的亮度。Slider组件跟滑杆传感器类似，可以通过滑杆让物联网开发板输出一个模拟值，这个模拟值一般可以用来控制灯的亮度、风扇的转速等，如图4-11所示，Slider组件各参数设置详见表4-2。

$F:\paiban\电子书\19-10-51946\ZW-02-web-resources\image\4-11.png{29%}$

图4-11　Slider组件参数设置

表4-2　Slider组件参数设置与说明

设置项	推荐值	说明
设置组件名称	开关	设置该Slider组件的名称，建议少于4个字
OUTPUT	GP12	该管脚号要设置为该Slider组件要控制的管脚号，在本项目中为USB电源模块连接管脚
MIN	0	Slider组件发送的最小值
MAX	1023	Slider组件发送的最大值
SEND ON RELEASE	ON	松开滑杆发送数据，可以设为关闭或者开启
SHOW VALUE	ON	在项目页面显示滑杆对应的数值，可以设为关闭或者开启

知识点：模拟信号

在日常生活中，灯的开关、声音的有无可以用数字信号来表示。数字信号是最简单的信号，只有0和1两种状态。但是，生活中还有很多物理量不是简单的数字信号可以表示的，比如光的强弱、声音的大小，这些物理量在有和无之间还有很多中间状态。为了表示这些中间状态，可以对0和1之间的值再次细分。由于物联网开发板的细分精度为10bit，因此可以细分成2¹⁰份，即1024份。

比如，将台灯亮度设置100，是比较暗的；如果将亮度设置为500，就会亮很多；当设置值达到1023时，亮度最高。

知识点：能量值（Engrey）

在Blynk App中添加组件时，我们发现每添加一个组件都需要消耗能量。组件的功能越复杂，需要消耗的能量也越多。在注册Blynk账号时，系统会提供2000点初始能量。如果想要使用更多的能量，你可以自行搭建Blynk服务器（详见附录）。

程序实现

用Mixly编写程序

打开Mixly软件，首先选择正确的开发板类型“Generic_ESP8266”，如图4-12所示。在后续章节中，如无特殊说明，开发板将默认选择Generic_ESP8266，不再赘述。

$F:\paiban\电子书\19-10-51946\51946-排版文件\51946-排版文件\“ZW-02”文件夹\Links\新增图4-12.png{85%}$

图4-12　选择开发板类型Generic_ESP8266

然后在“模块”界面中选择“Blynk IoT”，将“服务器信息”模块拖动到代码区，如图4-13所示。

$F:\paiban\电子书\19-10-51946\ZW-02-web-resources\image\4-12.png{75%}$

图4-13　Blynk IoT类别

为了让物联网开发板能够受手机的控制，你需要知道家里的Wi-Fi名称和Wi-Fi密码，这样就能将物联网开发板连接到网络中。另外，还需要知道Blynk App上产生的授权码。授权码是Blynk App与物联网开发板之间互相对应的唯一编码。有了这3个信息后，我们就可以用手机控制物联网开发板了。远程控制台灯的Mixly程序如图4-14所示。

$F:\paiban\电子书\19-10-51946\ZW-02-web-resources\image\4-13.png{56%}$

图4-14　远程控制台灯的Mixly程序

编写好程序后，检查开发板类型是否正确，选择正确的端口，上传程序，此时需要稍等片刻，如图4-15所示。

$F:\paiban\电子书\19-10-51946\ZW-02-web-resources\image\4-14.png{60%}$

图4-15　Mixly上传程序

程序上传完成后，打开串口监视器后，按下物联网开发板上的RESET按键。如果能在串口监视器中看到类似于图4-16所示的信息，就说明已经成功连接到Blynk服务器。

$F:\paiban\电子书\19-10-51946\ZW-02-web-resources\image\4-15.png{60%}$

图4-16　Mixly串口监视器输出信息

连接成功后，打开Blynk App，可以看到物联网开发板已经连接到App。

如果连接失败，则要检查Wi-Fi信息、授权码等是否填写正确。

用Arduino IDE编写程序

打开 Arduino IDE软件，选择“文件”→“示例”→“Blynk”→“GettingStarted”→“BlynkBlink”，打开示例项目。

一个Arduino程序至少包含setup函数和loop函数。setup函数主要包括程序的初始化操作，程序只会被执行一次。loop函数中的程序作为主程序会被反复执行。

在Blynk物联网编程中，首先需要引入与物联网通信相关的库文件。

#define BLYNK_PRINT Serial // 开启串口监视
#include <ESP8266Wi-Fi.h>
#include <BlynkSimpleESP8266.h>

还要将授权码写入程序中。

char auth[] = "c6832f4a969b403c98ded86677bc16cc";//授权码

要将物联网开发板连接到网络中，需获取所在环境的Wi-Fi名称和Wi-Fi密码。

char ssid[] = "ssid";//Wi-Fi名称
char pass[] = "psssword";//Wi-Fi密码

有了这些信息之后，在setup函数中，可以通过Blynk.begin()函数让物联网开发板连接到Blynk服务器上。

void setup()
{
 Serial.begin(9600);
 Blynk.begin(auth, ssid, pass);//官方服务器
}

而在loop函数中，通过调用Blynk.run();就可以让物联网开发板与Blynk服务器保持联系。

void loop()
{
 Blynk.run();
}

上传程序前，要根据所使用的物联网开发板进行设置。选择“工具”→“开发板:”Generic_ESP8266””^[2]，选择“Generic_ESP8266”，如图4-17所示。

$F:\paiban\电子书\19-10-51946\ZW-02-web-resources\image\图像323210.png{70%}$

图4-17　选择开发板类型

再选择物联网开发板连接的端口，此处选择COM3，如图4-18所示。

图片{70%}

图4-18　选择端口

完成以上两项设置后，我们就可以将程序上传到开发板上了。单击Arduino IDE软件左上角的“上传”按钮，上传程序，如图4-19所示。

{30%}

图4-19　“上传”按钮

稍等片刻，程序正常上传后，界面中会显示出上传成功的消息，如图4-20所示。

$F:\paiban\电子书\19-10-51946\ZW-02-web-resources\image\图像323232.png{70%}$

图4-20　上传成功消息

程序上传完成后，我们怎么才能知道物联网开发板已经连接到Blynk服务器上了呢？

在Arduino IDE软件右上角，打开串口监视器，如图4-21所示。

$F:\paiban\电子书\19-10-51946\ZW-02-web-resources\image\图像323239.png{55%}$

图4-21　串口监视器

打开串口监视器后，按下物联网开发板上的“RESET”按键。如果能在串口监视器中看到类似图4-22所示的信息，就说明物联网已经成功连接到Blynk服务器了。

$F:\paiban\电子书\19-10-51946\ZW-02-web-resources\image\4-21.jpg{65%}$

图4-22　Arduino IDE串口监视器输出信息

如果没有看到Ready信息，那么说明没有将物联网开发板正确连接到Blynk服务器，请再次检查Wi-Fi信息和授权码是否正确。

效果演示

我们可以利用Laserblock-IoT木板搭建一个台灯模型，将主板隐藏在木板下方，并在模型上写上图4-23所示的文字。

$F:\paiban\电子书\19-10-51946\ZW-02-web-resources\image\4-22.jpg{46%}$

图4-23　远程控制台灯作品完成图

当程序上传完成后，在Blynk App中，按钮处于关闭状态，实际的USB小台灯也处于关闭状态，如图4-24所示。

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$F:\paiban\电子书\19-10-51946\ZW-02-web-resources\image\4-221.jpg{38%}$

图4-24　台灯处于关闭状态

按下Blynk App上的开关键，USB小台灯立刻点亮，如图4-25所示。

$F:\paiban\电子书\19-10-51946\ZW-02-web-resources\image\4-24a.jpg{32%}$

$F:\paiban\电子书\19-10-51946\ZW-02-web-resources\image\4-24-2.jpg{38%}$

图4-25　台灯处于开启状态

测试调光功能，拖动亮度滑杆，将亮度设为202，看到小台灯灯光比较暗，如图4-26所示。

$F:\paiban\电子书\19-10-51946\ZW-02-web-resources\image\4-25a.jpg{32%}$

$F:\paiban\电子书\19-10-51946\ZW-02-web-resources\image\图像323311.png{39%}$

图4-26　台灯亮度设置为202

继续向右侧滑动滑杆，将亮度设置为508，效果如图4-27所示。

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图4-27　台灯亮度设置为508

继续向右侧滑动滑杆，将亮度设置为971，效果如图4-28所示。

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图4-28　台灯亮度设置为971

经过测试，确定开关能控制小台灯的亮灭，亮度滑块能控制小台灯的亮度。

视频演示，扫描二维码查看视频演示效果。

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远程控制台灯

项目小结

制作完远程控制台灯之后，我们再回过头来复习一下这个项目，回顾一下整个开发流程。可以发现，其中有3个参数非常重要，它们分别是授权码、Wi-Fi名称和Wi-Fi密码。

将物联网开发板接入互联网需要用到Wi-Fi名称和Wi-Fi密码。Blynk App和开发板的对应关系由授权码决定。

$F:\paiban\电子书\19-10-51946\ZW-02-web-resources\image\4-27b.jpg{77%}$

课堂评价

项目	自评	互评	师评
电路连接是否正确
程序编写是否正确
开发板类型是否正确
端口选择是否正确
能否通过串口监视器查看信息
是否理解了模拟信号概念
是否理解了Blynk中能量值概念
Blynk App项目是否创建正确
App是否能控制小台灯开关

课后拓展

完成远程控制台灯的制作之后，你觉得用同样的程序还可以做出什么富有创意的物联网作品呢？请将你的想法写下来并付诸实践吧！

[1]　物联网开发板与Blynk服务器之间的通信并非真正的“时刻保持”，而大概是每100ms通信一次，相当于1 s通信10次。

[2]　“Generic_ESP8266”是之前已经选好的开发板。实际操作中，会因之前所选开发板类型的不同而稍有差异。