物联网鱼缸智能控制系统设计

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智能鱼缸系统设计

智能鱼缸系统是一种集成了自动化和智能化功能的鱼缸系统，通过传感器、控制器和互联网连接等技术，实现对鱼缸水质、温度、氧气供应等参数的监测和控制。

以下是一个智能鱼缸系统设计的基本要点：1. 水质监测：-使用水质传感器监测鱼缸水质，包括pH值、溶解氧、氨氮、硝酸盐等指标。

-将传感器的数据传输到控制器或手机应用程序，实时监测水质状态。

2. 温度控制：-安装温度传感器监测鱼缸水温，确保在适宜范围内。

-配备加热器或制冷器，根据水温情况控制加热或冷却设备的运行。

3. 氧气供应：-使用氧气传感器监测鱼缸水中的氧气含量。

-根据氧气水平，控制氧气泵或增氧装置的工作，以维持合适的氧气供应。

4. 光照控制：-安装光照传感器，监测鱼缸所处环境的光照强度。

-根据光照要求，控制灯光的开关和亮度，模拟日夜变化。

5. 喂食管理：-配备自动喂食器，设定合适的喂食计划和食物量。

-可通过手机应用程序或定时器自动控制喂食器的投食时间和频率。

6. 报警与提醒：-设定异常水质、温度等参数的阈值，当超过设定范围时触发报警和提醒。

-通过手机应用程序、短信或邮件等方式通知用户注意异常情况。

7. 远程监控与控制：-通过互联网连接，实现对智能鱼缸系统的远程监控和控制。

-用户可以通过手机应用程序或网络界面，随时查看鱼缸参数、控制设备和接收报警信息。

8. 数据记录与分析：-将水质、温度、氧气等参数数据记录下来，建立历史数据库。

-分析数据趋势和变化，帮助用户了解鱼缸的运行状态和健康状况。

9. 用户交互界面：-设计直观友好的用户交互界面，方便用户查看和操作智能鱼缸系统。

-提供设置参数、查看历史数据、控制设备等功能。

以上是智能鱼缸系统设计的一些基本要点，具体的设计还可以根据需求进行定制化，以满足用户对鱼缸管理的个性化需求。

基于物联网的智能鱼缸远程控制系统设计及开发

【关键词】物联网智能鱼缸远程控制单片机 Python
随着物联网技术及软件技术的普及，国内外嵌入式应用发展迅速，各种智能家居随之进入了我们的生活，紧跟而来的是市场上蒸蒸日上的智能鱼缸使用。本研究通过单片机对智能鱼缸进行控制，并实现服务器与上位机的搭建以及单片机与上位机的之间的远程通讯，从
2硬件设计
本次项目设计主要由传感器获取环境内温度等因子数值，获取之后传输给中央处理器，再通过SIM900A无线传输模块与服务器、上位机进行交互，实现远程监测、控制的功能。
2.1单片机模块设计
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702-750MHZ,下行 758-798MHz0 2.2.2 OMC的要求
需要符合《广播电视无线双向系统OMC 系统功能技术规范书》中的技术要求和指标：对基站、核心网进行管理，提供配置管理、性能管理、故障管理、安全管理、日志管理、拓扑管理、软件管理、系统管理等网管功能。支持移动通信网网络管理系统（NMS）与移动通信网网元管理系统（EMS）之间的管理接口（即EMS-NMS接口）。其中EMS就是通常所说的OMC系统。网络管理系统（NMS）承担了 Manager的作用，移动通信网网元设备
系统的总体设计方案分为基于单片机对鱼缸的水体环境控制和基于Python的客户端对鱼缸环境参数的查看。通过单片机实现对鱼缸环境的智能控制，控制的部分包括：温度， PH值，浑浊度，照明，氧气。在温度，PH值等过高或过低时由中央处理器发出相关指令进
图2：智能鱼缸硬件图
行控制。同时完成基于C/S的客户端设计，用户可以通过客户端查看鱼缸的温度，PH,浑浊度等相关数据，也可直接通过鱼缸上的显示器查看。另外在上位机设置控制命令，如升降温、升降PH值、升降溶氧量、开关排水装置，实现对智能鱼缸的远程控制。

基于物联网的智能生态鱼缸系统设计与实现

ｃｏｎｔｒｏｌｃｅｎｔｅｒｎｏｄｅｔｈｒｏｕｇｈｔｈｅｗｉｒｅｌｅｓｓＺｉｇＢｅｅｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ．Ｔｈｅｎ，ｔｈｅｃｏｎｔｒｏｌｃｅｎｔｅｒｎｏｄｅｉｓｕｐｌｏａｄｅｄｔｏｔｈｅｂａｃｋｇｒｏｕｎｄｓｅｒｖｅｒ
ｓｙｓｔｅｍｂａｓｅｄｏｎＩｎｔｅｒｎｅｔｏｆＴｈｉｎｇｓ
ＳｕｎＨｏｎｇｂｏ
（ＣｏｌｌｅｇｅｏｆＴｅｌｅｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓａｎｄＩｎｆｏｒｍａｔｉｏｎＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＮａｎｊｉｎｇＵｎｓａｎｄＴｅｌｅｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ，Ｎａｎｊｉｎｇ２１０００３，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：ＴｈｉｓｐａｐｅｒｄｅｓｉｇｎｓａｎｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇｓｙｓｔｅｍｏｆｔｈｅｅｃｏｌｏｇｉｃａｌｉｓｆｈｔａｎｋｂａｓｅｄｏｎｔｈｅＩｎｔｅｒｎｅｔｏｆＴｈｉｎｇｓ，ｉｔｉｓｍａｉｎｌｙＣＯＢ— ｐｏｓｅｄｏｆｔｈｒｅｅｐａｒｔｓ，ｗｈｉｃｈａｒｅｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎｃｏｌｌｅｃｔｉｏｎａｎｄｃｏｎｔｒｏｌ，ｄａｔａｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎａｎｄｄａｔａｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎｍａｎａｇｅｍｅｎｔｓｙｓｔｅｍ．Ｆｉｒｓｔｌｙ，ｉｔｕｓｅｓ

鱼缸智能控制系统设计与实现

功率放大芯片
继电器（温控）ＩＩ继电器（灯光）ｌＩ继电器（增氧）ｌＩ继电器（抽水）
图１硬件结构框图
３软件部分设计软件作为设计控制系统的一个非常重要环节，灵活性很强，
可以按照系统要求和其功能进行变化。软件是采用模块化的设计结构，各个功能程序需要分别编写用于调试。每个模块在调试成功之后，将所有的模块组合连接起来，组成系统软件。这种设计有助于程序代码进行优化，而且便于维护、编程和调试。
…
４结论通过软件调试以及硬件实物的制作，基本达到了预期目标，
可以实现对鱼缸温度的实时监控和控制，并且可以控制一些辅助设备的启动和停止。本系统存在一些优点的同时也存在着一些不足，优点有：
（１）成本低廉，功能实用，可以基本满足对鱼缸控制的要求。（２）红外遥控，操作方便，用户不用走到鱼缸面前，可在家中任意地方直接用手中的遥控器控制鱼缸。不足有：（１）控制方式不够完善，依靠继电器控制鱼缸的温度，会使加热装置频繁启动停止，容易加快设备损耗。（２）功能不够全面，在以后的设计中可以针对鱼缸的水位进行检测，水位低时可以自动注水，以达到完全自动化控制。
１引言智能鱼缸是新概念的高档鱼缸。智能鱼缸解决了传统鱼缸
饲养及照料的困难，并所有的功能实现全自动化供给。更好地饲养热带鱼，智能鱼缸满足热带鱼的所有生存条件。让更多人成为养鱼爱好者是水族用户的首要选择。智能鱼缸可用于装饰、观赏等，如装饰客厅、书房、办公室、公共场所等地方：智能鱼缸完美呈现热带鱼的绚丽多姿，可当夜灯、装饰品、加湿器使用；放松心情、缓解压力、消除学习及工作中的眼睛疲劳；通过交流饲养热带鱼知识拉近人与人之间的距离，是用于馈赠亲朋好友的最佳品因此设计一个系统成本低廉，功能全面，并且可以远距离红外遥控，能为用户提供了更多的方便和舒适的智能鱼缸非常重要。

基于物联网的智能生态鱼缸系统设计与实现

基于物联网的智能生态鱼缸系统设计与实现孙洪波【摘要】This paper designs an environmental monitoring system of the ecological fish tank based on the Internet of Things , it is mainly com-posed of three parts , which are information collection and control , data transmission and data information management system .Firstly, it uses the sensor sensing technology to collect the environmental information in the ecological fish tank .Secondly , it sends the collected data to the control center node through the wireless ZigBee transmission technology .Then, the control center node is uploaded to the background server through the communication gateway .Finally, the server sends control commands tothe terminal nodes of each device through the data gateway , and realizes the automatic regulation of the fish tank environment .The results show that the system is stable and can meet the needs of real-time and dynamic monitoring of the ecological environment of the fish tank .%设计了一套基于物联网的生态鱼缸环境监控系统，该系统主要由三部分组成：环境信息采集与控制、数据传输和数据信息管理系统。

一种基于STM32物联网家居控制的鱼缸监控系统

一种基于STM32 物联网家居控制的鱼缸监控系统随着物联网技术的不断更新和应用的不断深入，越来越多的家庭开始使用智能家居控制设备。

其中，鱼缸监控系统是目前较为成熟的智能控制领域之一。

本文将介绍一种基于STM32 物联网家居控制的鱼缸监控系统。

一、引言随着人们的生活水平的提高，养鱼成为了一项受欢迎的休闲活动。

随之而来的是对鱼缸的监控和控制需求也越来越高。

传统的鱼缸监控系统大都是由人工完成，无法实现智能化控制。

而鱼缸监控系统的智能化的实现是研究和开发的热点之一。

本文的研究方向是基于STM32 物联网家居控制的鱼缸监控系统。

本文将针对鱼缸监控系统的需求，设计实现一个能够对鱼缸进行温度、浊度、PH 值等参数的监测，并能够根据监测结果，根据不同种类鱼的需求来控制鱼缸中的水温和浊度。

二、鱼缸监控系统的设计方案鱼缸监控系统的设计如图所示：![image.png](attachment:image.png)系统架构设计系统架构由以下几个组件构成：1.传感器模块：由温度传感器、浊度传感器、PH 值传感器组成，分别检测鱼缸内温度、浊度和PH 值。

2.控制器模块：由STM32 芯片实现，用于控制整个系统的运行，接收传感器输出的数据。

3.W iFi 通信模块：将系统数据上传到云端，提供实时的远程监控、管理和控制。

4.云平台：存储上传信息并分析，生成智能控制策略，反馈控制结果给控制器端。

三、系统硬件设计传感器模块在本系统中，我们运用了DS18B20 温度传感器、Turbidity 传感器和PH 传感器三种传感器。

它们负责监测鱼缸中的温度、浊度和PH 值。

控制器模块控制器模块运用了STM32F103VET6 芯片，该芯片支持多种接口（USB、UART、CAN、SPI、I2C 等），同时也被广泛地应用于各种控制场合。

WiFi 通信模块WiFi 模块可以将鱼缸的监测数据上传到云端，方便用户实时地远程控制。

云平台云平台可以对传感器上传的数据实时处理，并生成智能控制策略，反馈给控制器端。

基于STM32智能鱼缸监控系统的设计

基于STM32智能鱼缸监控系统的设计一、本文概述随着物联网技术的飞速发展，智能家居成为了一个备受关注的新兴领域。

作为智能家居的重要组成部分，智能鱼缸监控系统的设计与实现不仅为鱼类的养殖提供了更为便捷和高效的管理方式，同时也为家庭用户带来了更为丰富和多样的观赏体验。

本文旨在介绍一种基于STM32的智能鱼缸监控系统的设计，通过综合运用传感器技术、嵌入式系统、网络通信等技术手段，实现对鱼缸水质、温度、光照等关键环境参数的实时监控与智能调控，以提高鱼类的养殖质量和生活环境，同时为用户带来更为智能和舒适的观赏体验。

本文将从系统的硬件设计、软件编程、网络通信、用户界面等多个方面进行深入探讨，以期为相关领域的研究与实践提供有益的参考和借鉴。

二、系统总体设计基于STM32的智能鱼缸监控系统的设计主要包括硬件设计和软件设计两大部分。

在硬件设计方面，系统以STM32微控制器为核心，通过外设接口与各种传感器和执行器相连。

传感器部分包括水温传感器、水质传感器（如pH值、溶解氧含量等）以及水位传感器，用于实时获取鱼缸内的环境参数。

执行器部分则包括水泵、加热棒、过滤器以及灯光等，用于根据环境参数的变化自动调整鱼缸内的环境条件。

系统还设计了人机交互模块，如液晶显示屏和触摸按键，方便用户查看鱼缸状态并进行手动控制。

同时，系统还预留了网络接口，以便将来实现远程监控和控制。

在软件设计方面，系统采用模块化编程思想，将各个功能模块独立出来，提高代码的可读性和可维护性。

主程序负责整个系统的初始化、任务调度以及异常处理等工作。

各个功能模块则根据任务需求进行相应的操作，如传感器数据采集、数据处理与分析、执行器控制等。

为了保证系统的实时性和稳定性，软件设计中还采用了中断服务程序来处理一些紧急任务，如水温过高或过低的报警处理等。

总体而言，基于STM32的智能鱼缸监控系统的设计旨在实现鱼缸环境的智能化监控和自动化管理，提高用户的使用体验并保障鱼类的健康生长。

智能鱼缸系统

智能鱼缸系统1. 简介智能鱼缸系统是一种结合物联网技术和人工智能算法的智能化鱼缸管理系统。

通过传感器、摄像头、控制器和云平台等设备的协同工作，智能鱼缸系统能够实现对鱼缸内环境的实时监测、自动控制和远程管理。

该系统不仅能够提供便捷的饲养操作和远程监控功能，还能根据鱼缸内环境变化进行实时调整，为用户提供一个安全、舒适、稳定的鱼缸环境。

2. 系统组成智能鱼缸系统主要由以下几部分组成：2.1 传感器智能鱼缸系统中常用的传感器包括温度传感器、湿度传感器、光照传感器和水质传感器等。

这些传感器通过检测鱼缸内环境的各项参数，将数据传输给控制器进行处理和分析。

2.2 控制器控制器是智能鱼缸系统的核心部件，负责接收传感器数据并进行处理和控制。

控制器可以根据预设的饲养要求，自动调节鱼缸内的温度、湿度、光照和水质等参数，并对其进行监测和管理。

2.3 摄像头智能鱼缸系统中的摄像头用于实时监测鱼缸内鱼类的状态和活动情况。

通过图像识别技术，系统可以自动识别并记录鱼类的数量、大小和运动轨迹等信息，并提供给用户进行远程观察和管理。

2.4 云平台智能鱼缸系统中的数据和控制指令可以通过云平台进行传输和存储。

用户可以通过手机、电脑等终端设备连接到云平台，实现对鱼缸内环境和鱼类状态的远程监控和管理。

同时，云平台还可以提供饲养建议、健康报告和数据分析等服务。

3. 系统功能智能鱼缸系统具有以下主要功能：3.1 实时监测智能鱼缸系统通过传感器实时监测鱼缸内的温度、湿度、光照和水质等参数，并将数据传输给控制器进行处理。

用户可以通过手机或电脑等设备随时查看鱼缸内环境的变化情况。

3.2 自动控制根据用户设定的饲养要求，智能鱼缸系统能够自动调节鱼缸内的温度、湿度、光照和水质等参数，保持鱼缸环境的稳定和适宜。

3.3 远程管理通过与云平台的连接，用户可以随时随地通过手机或电脑等设备对鱼缸内环境进行远程监控和管理。

用户可以通过云平台发送指令，调节鱼缸内参数或查看鱼类状态，实现远程饲养管理。

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物联网鱼缸智能控制系统设计作者：张胜男杨荣国来源：《现代商贸工业》2020年第06期摘要：针对物联网家居系统中对鱼缸环境智能控制的需求，设计了一种基于物联网云平台的智能控制系统。

系统以STM32为控制核心，采集多项环境信息分析、处理后通过电机、阀门等控制水泵和气泵等来维持鱼缸的健康环境;数据经过ESP8266网络模块发送到云平台实现数据的远程网络通讯，通过SIM900A发送短信报警信息。

用户可通过手机等终端实时查看鱼缸环境，并进行远程操控;或设置系统全自动运行，并可以方便的加入整个物联网智能家居系统。

关键词：物联网系统;云服务;智能家居中图分类号：TB ; ; 文獻标识码：A ; ; ;doi：10.19311/ki.1672-3198.2020.06.0950 引言物联网家居系统逐渐进入普及化时代，作为家居常见的观赏装备，鱼缸也是这个链条上不可或缺的一环。

目前的智能鱼缸只能完成简单的投食和水温等自动控制，对于鱼缸环境其它性能指标要求没有控制，无法实现鱼缸环境的完全智能化控制，造成用户的使用局限。

最新提出的物联网鱼缸主要从鱼缸的各项指标的满足和实现完全智能化及远程操作等方面考虑，本文针对物联网家居系统的智能需求，构建鱼缸自动控制系统，通过对各种传感器采集数据的分析和处理，从而实现对鱼缸环境的监控，并通过云平台实现远程移动或PC终端控制。

1 系统的总体结构物联网鱼缸远程监控系统主要有四部分组成：数据采集模块、主控模块、执行模块和远程通信模块。

为了获得鱼缸环境的实时有效信息，系统安装了溶解氧传感器、温度传感器、pH值检测传感器、TDS（总溶解固体）传感器、OPR（氧化还原电位）传感器、水流量传感器（水泵压力）、气流量传感器等用于环境数据采集。

STM32对采集的信息进行存储和分析，并通过7寸TFT彩色液晶屏实时显示当前数据值及漏水的状态值和系统时间，同时每隔20S通过DM900上传至云平台便于用户随时查看鱼缸状况并进行控制。

现场触摸屏或按键可以设置溶解氧、温度、pH值检测、TDS、OPR的报警上下限值以及水泵压力（出水流量）、气泵流量的报警阀值及设备的定时时间段。

如果某个参数达到报警值，则蜂鸣器报警，同时液晶屏对应位置变红色，并向指定的手机发送报警短信，用户通过按键可以手动取消报警状态。

可以设置特定的参数达到报警值进行自动换水，根据定时时间进行灯光、杀菌、造流的控制。

用户通过手机网页可以查看系统的传感器实时数据、传感器报警值、传感器报警状态以及设备的工作状态。

系统的总体构成如图1所示。

2 系统硬件设计2.1 传感器节点硬件设计系统由STM32F、数据采集通道、电源等模块组成。

STM32F能满足数据的多通道无线通信，集成1个16位带死区控制和紧急刹车，用于电机控制的PWM高级控制定时器，支持电机控制，集成了高性能DMA控制器，而且所有I/O口一块映像到16位的外部中断，几乎所有的端口均可容忍5V信号。

信息采集部分中，溶解氧传感器分辨率可达到001ppm;温度传感器分辨率可达到1℃;pH值检测传感器分辨率为02pH值检测;TDS传感器精度可达到±3%。

2.2 信息处理子系统硬件设计信息处理子系统由微处理器、WiFi模块、存储模块、收发模块和显示单元组成，信息处理电路图如图3所示。

控制CPU采用意法公司的嵌入式微控制器STM32F，片内集成Cortex-M3内核，采用了新型的单线调试（Single Wire）技术，有专门的调试引脚，节约了大笔的调试工具费用;同时Cortex-M3中还集成了大部分存储器控制器，这样降低了设计难度和应用障碍;有片内的LDO 电压调整;而且外围功能丰富，还有外设低功率选项，低功耗，低成本，完全能满足设计需求。

信息可以通过TFT7寸触屏实时显示，GSM/GPRS模块采用SIM900A，尺寸紧凑采用arm926EJ-S架构性能强大;待机模式电流低于18mA;sleep模式低于2mA;可以内置客户应用程序，可以低功耗实现语音、SMS（短信，彩信）、数据和传真信息的传输，串行接口实现数据的双向传输。

WIFI模块采用ESP8266实现现场数据与云平台的数据交互。

3 系统软件设计3.1 信息处理子系统软件设计为了保证系统信息采集和控制的实时性，系统每20秒钟更新一次传感器数据、设置的报警值、传感器报警状态和设备工作状态。

溶解氧传感器显示范围为000-20.00;温度传感器范围为00-80;pH值检测传感器的范围是0.0-14.0;TDS传感器显示范围为0-5000。

当超过设定值报警，显示部分对应位置显示红色;平时正常状态显示蓝色。

水流压力值为百分数，记录初始的水流量（默认为最大值），采集系统工作的实时流量与初始值进行百分比计算，范围0%-100%。

气流量传感器：记录初始的气流量（默认为最大值），采集系统工作的实时流量值与初始值进行百分比运算，范围0%-100%。

水流、气流、水位、漏水、停电显示状态，当超过设定值，报警状态显示部分对应位置显示红色，平时正常状态显示白色。

图4所示按键设置界面为总菜单，具体设置两级界面。

触摸界面可以选择添加，TFT液晶屏实时显示传感器采集的值，并在指定范围内显示，达到对应的精度。

报警值可以通过按键或触摸屏方式设置，四个按键分为：设置、加、减、确定按键。

长按设置按键，进入设置界面，通过加、减键可以选择：“温度/溶解氧/pH值检测/TDS/OPR报警参数设置”“气流量/水流量报警参数设置”“系统时间/定时时间设置”“GPRS网络设置”“换水水量设置”。

选择“确定键”可以进入对应的设置界面，软件设计流程如图5所示。

温度/溶解氧/pH值检测/TDS报警参数设置（不同种类可以根据需要设置）：温度：XX-YY，溶解氧：XX.XX-YY.YY，pH值检测：XX.X-YY.Y，TDS：XXXX-YYYY，OPR：预留。

气流量/水流量/水压报警参数设置：气流量：一级报警：XX 二级报警：XX 三级报警：XX 级数越高优先级越高;水流量：一级报警：XX 二级报警：XX 三级报警：XX 级数越高优先级越高;图6以水流量报警流程为例说明报警程序的设计方案。

还可以设置灯光定时1、2：XX时-XX分;杀菌定时1、2：XX时-XX分;造流定时1、2：XX时-XX分。

GPRS网络设置接收短信手机号码1、2：XXXXXXXXXXX;换水时间1：XX 时-XX分、换水流量：XXX。

通过设置键和加减键设置对应的数据，短按确定键保存选择项，长按确定键可以退出当前界面，返回上一级界面。

3.2 自动换水子系统软件设计系统在设定的换水时间且水位高于最高阈值，或pH值检测低于下限值且水位高于最低阈值，或TDS高于上限值且水位高于最低阈值，三种情况都可启动自动换水程序。

先启动排水，至水量达到设定值或低于下限阈值开始加水，至水位高于最高阈值停止加水。

如用戶设置的换水量不足，引起了pH值检测下降到了设定的下限值，或TDS上升到了设置的上限值，系统会短信提醒用户进行强制换水，或提高换水量设定值。

4 实验结果图8三个图片为手机查看监控的效果，点击手机桌面的图标进入第1张图的登录界面，输入特定的用户名和密码。

可以进入第2张图的主控界面，红色字体的数字为通过GPRS或WIFI传输的实时监测数据，每20秒更新一次。

点击下面的“换水”“排水”等六个按钮，硬件系统可以打开相应设备，接收到传感器的数据。

点击每个数据后面“曲线”按钮可以查看指定时间段的曲线（默认显示10分种内的曲线，可以选择查看1个小时、3个小时、12个小时、3天等时间段的数据）。

5 结论鱼缸监控系统通过各类适用的传感器实时采集环境数据，并将数据实时在TFT触屏上，同时通过云端可以在移动终端上进行查看;如有任何异常，现场会有报警，同时还会发送短信至手机终端，以便用户可以及时采取相应措施。

实验证明：设计的物联网鱼缸系统，采集数据能实时提示鱼缸环境的实际数据，运行稳定且功耗小、成本低，能满足用户的基本要求。

而且作为物联网家居的一个环节，数据可以实时上传云端，扩展性号，后期可直接加入整个物联网家居控制系统，具有良好的应用前景。

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