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測量溫度 - 虛擬物聯網硬體

在本課程中，您將為虛擬物聯網設備添加一個溫度感測器。

虛擬硬體

虛擬物聯網設備將使用模擬的 Grove 數位濕度和溫度感測器。這使得本實驗與使用 Raspberry Pi 和實體 Grove DHT11 感測器的操作保持一致。

該感測器結合了溫度感測器和濕度感測器，但在本實驗中，您只需關注溫度感測器部分。在實體物聯網設備中，溫度感測器通常是一個熱敏電阻，它通過感測溫度變化時的電阻變化來測量溫度。溫度感測器通常是數位感測器，內部會將測得的電阻轉換為攝氏（或開氏、華氏）溫度。

將感測器添加到 CounterFit

要使用虛擬濕度和溫度感測器，您需要將這兩個感測器添加到 CounterFit 應用程式中。

任務 - 將感測器添加到 CounterFit

將濕度和溫度感測器添加到 CounterFit 應用程式中。

在您的電腦上建立一個名為 temperature-sensor 的資料夾，並在其中建立一個名為 app.py 的 Python 應用程式，設置 Python 虛擬環境，並添加 CounterFit 的 pip 套件。

⚠️ 如果需要，您可以參考第 1 課中建立和設置 CounterFit Python 專案的指導。
安裝額外的 Pip 套件以安裝 DHT11 感測器的 CounterFit shim。確保您在啟動虛擬環境的終端中執行此操作。
```
pip install counterfit-shims-seeed-python-dht
```
確保 CounterFit 網頁應用程式正在運行。
建立濕度感測器：
1. 在 Sensors 面板的 Create sensor 框中，展開 Sensor type 下拉框並選擇 Humidity。
2. 保持 Units 設置為 Percentage。
3. 確保 Pin 設置為 5。
4. 選擇 Add 按鈕以在 Pin 5 上建立濕度感測器。
濕度感測器將被建立並顯示在感測器列表中。
建立溫度感測器：
1. 在 Sensors 面板的 Create sensor 框中，展開 Sensor type 下拉框並選擇 Temperature。
2. 保持 Units 設置為 Celsius。
3. 確保 Pin 設置為 6。
4. 選擇 Add 按鈕以在 Pin 6 上建立溫度感測器。
溫度感測器將被建立並顯示在感測器列表中。

編寫溫度感測器應用程式

現在可以使用 CounterFit 感測器編寫溫度感測器應用程式。

任務 - 編寫溫度感測器應用程式

編寫溫度感測器應用程式。

確保 temperature-sensor 應用程式已在 VS Code 中開啟。
打開 app.py 文件。

在 app.py 文件的頂部添加以下程式碼以連接應用程式到 CounterFit：

from counterfit_connection import CounterFitConnection
CounterFitConnection.init('127.0.0.1', 5000)

在 app.py 文件中添加以下程式碼以匯入所需的庫：
```
import time
from counterfit_shims_seeed_python_dht import DHT
```
from seeed_dht import DHT 語句匯入了 DHT 感測器類，用於通過 counterfit_shims_seeed_python_dht 模組與虛擬 Grove 溫度感測器進行交互。
在上述程式碼之後添加以下程式碼，以建立管理虛擬濕度和溫度感測器的類實例：
```
sensor = DHT("11", 5)
```
這聲明了一個 DHT 類的實例，用於管理虛擬數位濕度和溫度感測器。第一個參數告訴程式碼使用的是虛擬 DHT11 感測器。第二個參數告訴程式碼感測器連接到端口 5。

💁 CounterFit 通過連接到兩個感測器來模擬這個濕度和溫度感測器，濕度感測器連接到建立 DHT 類時指定的引腳，而溫度感測器則運行在下一個引腳上。如果濕度感測器在引腳 5 上，shim 預期溫度感測器在引腳 6 上。
在上述程式碼之後添加一個無限迴圈，以輪詢溫度感測器的值並將其打印到控制台：
```
while True:
    _, temp = sensor.read()
    print(f'Temperature {temp}°C')
```
sensor.read() 的調用返回一個包含濕度和溫度的元組。您只需要溫度值，因此可以忽略濕度。然後將溫度值打印到控制台。
在迴圈的末尾添加一個十秒的小延遲，因為不需要持續檢查溫度水平。延遲可以減少設備的功耗。
```
time.sleep(10)
```
在啟動虛擬環境的 VS Code 終端中，執行以下命令以運行您的 Python 應用程式：
```
python app.py
```
在 CounterFit 應用程式中更改溫度感測器的值，該值將被應用程式讀取。您可以通過以下兩種方式進行更改：
- 在溫度感測器的 Value 框中輸入一個數字，然後選擇 Set 按鈕。您輸入的數字將是感測器返回的值。
- 勾選 Random 選框，並輸入 Min 和 Max 值，然後選擇 Set 按鈕。每次感測器讀取值時，它將讀取介於 Min 和 Max 之間的隨機數字。
您應該能在控制台中看到您設置的值。更改 Value 或 Random 設置以查看值的變化。
```
(.venv) ➜  temperature-sensor python app.py
Temperature 28.25°C
Temperature 30.71°C
Temperature 25.17°C
```

💁 您可以在 code-temperature/virtual-device 資料夾中找到此程式碼。

😀 您的溫度感測器程式成功了！

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