环境感知与数据采集
工业级传感器与4G/LoRaWAN双链路 ，实现广域场景低功耗环境监测与数据采集。
Core Hardware / 核心硬件
- DTU 4G多通道数据采集器（114992169） 4路RS485工业数采仪 · 4G蜂窝上报
- WEATHER 七合一气象环境传感器（101991050） 超声波风速风向/雷达雨量 · RS485
- AGRI 耘小果多要素农业监测仪（114993122） 温湿度/光照/CO2一体化 · RS485
- SOIL 4G土壤墒情监测仪（114993646） 管式多层土壤监测 · 4G+太阳能
- EDGE reComputer R1025-10（113991274） 边缘自动化主机 · Node-RED/API
这个模块解决什么
面向连栋温室大棚、设施园艺、河道水质监测、城市内涝点与工业仓储等广域分散场景，偏远点位布线取电成本高，野外山地与河流断面上百米至数公里铺设线缆工程量巨大。现场多厂商传感器各自定义私有协议，二次开发与协议适配周期长；霜冻、水质恶化、土壤干旱等异常依赖人工定期巡检，故障发现晚且耗费人力；采集到的环境数据停留在云端大屏或手机App，无法与既有灌溉/风机等执行机构联动，也无法对接第三方业务系统。
- 难度
- 入门
- 时长
- 2 天
- 最短形态
- 1 天（体验课 · L1）
- 排课形态
- 3 层：体验 / 实战 / 交付
- 核心协议
- Modbus RTU / RS485 / LoRaWAN / 4G 全网通
- 双通信路线
- 4G 蜂窝直连版（国内）/ LoRaWAN 广域版（海外免布线）
无
典型应用场景
KEY CAPABILITIES /
- 多环境要素采集（土壤/气象/气体/水质）
- 无线广域传输（4G蜂窝直连 / LoRaWAN）
- 云端报表与多条件告警配置
- SenseCAP Open API数据对接与提取
- Node-RED本地阈值联动控制编排
- 时序数据库存储与Grafana私有化看板
学习所需硬件
本课程以「4G 数据采集 + 多类传感终端」为核心教具，覆盖农田、气象到园区的感知采集。
4G多通道数据采集器（114992169）
4路RS485工业数采仪，经4G上报云平台
数采中枢，支持4路RS485通道，可经分线器扩展至最多32个传感器；4G蜂窝全网通直连，插卡即用，标准Modbus RTU协议，12V/2A电源适配器供电。
七合一气象环境传感器（101991050）
工业七合一气象站，RS485/SDI-12输出
集成超声波风速风向、雷达雨量、光照、温湿压与太阳总辐射；12~24V DC供电，IP66一体式防护，用于气象多参数总线解析实操。
耘小果多要素农业监测仪（114993122）
一体化微气象农业监测仪，RS485输出
集成空气温湿度、光照度、CO2紧凑型一体化监测；12V DC供电，农业室外防护等级，用于农业多要素采集教学对比与扩展测试。
4G土壤墒情监测仪（114993646）
管式土壤多层监测仪，内置4G与太阳能
免布线深层土壤水分与温度连续监测；太阳能+锂电自供电，IP68防护，4G全网通无线直发，适用于野外无人值守土壤墒情监测。
叶面温湿度传感器（314990737）
仿生叶片表面温湿度监测探头，RS485接口
监测叶面温湿度与叶面结露时长；5~24V DC供电，IP67防护，用于作物叶面微气候监测与病害预警实验。
reComputer R1025-10（113991274）
本地自动化主机，运行Node-RED与API对接
带隔离RS485与双网口的边缘智能控制器；通过官方安装脚本部署Node-RED，访问http://[设备IP]:1880进行本地自动化编排，实现阈值判断与执行机构联动；12V/2A独立供电。
另配SenseCAP Outdoor Gateway（114992982）、SenseCAP S2100 Data Logger（114992872）、SenseCAP S2105土壤传感器（114992871）、SenseCAP S2103 CO2/温湿度传感器（114992869）等LoRaWAN路线硬件（待补图），以及4G物联网SIM卡、屏幕、整体电源设计、路由器等通用配件。
Codecraft 帮你"敢做"，aily-blockly 帮你"做完"
M0 不用 Arduino IDE 手写 C++，而是采用矽递自研的双平台接力工具链。前半程零安装、5 分钟见效；后半程把作品搬回自己的电脑，变成能带走、能继续演进的工程。
SenseCAP 传感器 + SenseCraft Data
工业传感器开箱接入 · 云端SaaS看板
- 传感器接线
- 4G采集器/网关绑定
- 云端实时数据与报表
Modbus RTU + RS485 总线
寄存器映射配置 · 多传感器并联与告警编排
- RS485差分接线
- 从机地址与寄存器配置
- 多级阈值告警策略
SenseCAP Open API + Node-RED + Grafana
REST API数据提取 · 本地阈值联动 · 私有化看板
- Open API鉴权与遥测提取
- Node-RED本地自动化编排
- InfluxDB+Grafana私有化大屏
另需4G物联网SIM卡（承载蜂窝数据回传）、SenseCraft App（移动端设备绑定与告警推送）、InfluxDB时序数据库（L3私有化数据存储）。
三阶递进：展示层 → 顾问层 → 设计层
环境感知网络架构与数据监视
实现免拉线广域传感监测，设备上电即刻查看环境数据
- 理解4G DTU与LoRaWAN网关在物联网数据采集中的不同拓扑结构与适用条件
- 熟练使用SenseCraft Data网页端与移动端App查看多维度环境参数与历史趋势曲线
- 了解土壤、水质、气象等典型工业传感器的测量原理与部署注意事项
传感器接线、Modbus配置与规则告警
拥有个性化传感数据统一看板，异常自动告警
- 掌握RS485差分接线、5V/12V电源分配与Modbus RTU寄存器寻址配置
- 熟练完成4G数据采集器（或LoRaWAN网关）的设备绑定与轮询周期设置
- 配置3类以上业务告警策略（温度上限报警、土壤水分过低告警、设备离线通知）
API数据集成与本地边缘自动化
打通数据接口，将现场监测数据无缝集成至自有系统
- 掌握SenseCAP Open API鉴权（Access ID / Access Key，HTTP Basic Auth）与遥测数据提取接口调用
- 在reComputer R1025上部署Node-RED编排本地自动化控制流，根据传感器数值触发执行机构
- 将环境时序数据接入InfluxDB与Grafana，设计私有化数据监控大屏
Curriculum / 13 个教学模块
模块顺序不变，切法由你定
选一种形态，看它覆盖哪些模块。完整版是同一门课的三种排法——内容、硬件、交付物完全一致，只是切法不同。
| 模块 / 产出 | 体验1天 | 实战2–3天 | 交付3–5天 | ||
|---|---|---|---|---|---|
| 01 | 课前准备与环境预检硬件台架清点（4G采集器/传感器/R1025）、物联网SIM卡激活、SenseCraft Data账号初始化、教学资料下发 | — | 完整 | 完整 | 完整 |
| 02 | 环境感知网络架构解析4G直连架构（RS485传感器→4G采集器→云平台）与LoRaWAN架构（无线节点→户外网关→云平台→边缘主机）双拓扑对比与选型依据 | SenseCraft Data | 完整 | 完整 | 完整 |
| 03 | 传感器测量原理与典型场景土壤水分/温度/EC测量原理及墒情监测；七合一气象站构造；农业多要素传感与叶面温湿度探头部署要点 | — | 完整 | 完整 | 完整 |
| 04 | SenseCraft Data平台数据监控网页端控制台：设备管理、实时数据卡片、历史趋势折线图与空间地理点位标绘；移动端SenseCraft App扫码绑定设备并查看状态与实时数据 | SenseCraft Data / App | 完整 | 完整 | 完整 |
| 05 | 数据报表导出与移动端操作按小时/天/月聚合数据导出（CSV/Excel格式）与历史归档；移动端告警消息中心操作演示 | SenseCraft Data | 精简 | 完整 | 完整 |
| 06 | RS485传感器接线实操航空插头引脚定义（VCC/GND/RS485-A/RS485-B）、传感器电源供电匹配（5V/12V DC）、多传感器并联（RS485分线器）与从机地址（Slave ID）防冲突设置 | RS485 / 接线工具 | 不含 | 完整 | 完整 |
| 07 | 数据采集器配置与平台绑定4G采集器设备EUI与Key绑定、通道命名、采样间隔与上传周期设置；LoRaWAN网关入网与节点绑定流程 | 4G采集器 / SenseCraft Data | 不含 | 完整 | 完整 |
| 08 | Modbus RTU寄存器映射配置采集器与传感器Modbus寄存器映射表配置（起始地址、读取长度、数据类型解析与缩放系数）；寄存器读取调试与数据校验 | Modbus RTU | 不含 | 完整 | 完整 |
| 09 | 多级业务告警规则配置阈值告警（土壤温度<5°C霜冻预警、环境温度>35°C高温通风预警）；突变与趋势告警；设备运行状态告警（采集器离线/传感器掉线/电池低电量）；通知渠道配置（App推送/邮件/Webhook） | SenseCraft Data 告警 | 不含 | 完整 | 完整 |
| 10 | SenseCAP Open API调用在SenseCraft Data平台创建Access ID与Access Key，HTTP Basic Auth鉴权；编写HTTP请求获取最新遥测数据、历史时序数据与设备在线状态；JSON报文字段解析与数据清洗 | SenseCAP Open API | 不含 | 不含 | 完整 |
| 11 | reComputer R1025本地自动化编排官方安装脚本在R1025上部署Node-RED；编写自动化流：定时轮询/HTTP请求拉取云端数据，判断环境阈值；经RS485通道下发控制指令（触发继电器/开启灌溉水阀） | Node-RED / reComputer R1025 | 不含 | 不含 | 完整 |
| 12 | 时序数据库与Grafana看板对接将环境感知数据写入InfluxDB时序数据库；导入Grafana仪表盘模板，配置多区域环境对比大屏与私有化数据监控 | InfluxDB / Grafana | 不含 | 不含 | 完整 |
| 13 | 方案复盘与交付总结现场传感器布设抗干扰/防水等级（IP66/IP68）与防雷规范复盘；功耗预算计算（太阳能板瓦数与电池容量配比）；方案交付物与API接口说明文档归档 | — | 精简 | 完整 | 完整 |
● 完整◐ 精简— 不含●＋ 比完整版更深
coverage 键对应排课形态 ID（taster / workshop / bootcamp），值为 full（完整覆盖）/ part（精简覆盖）/ none（不含）/ plus（比完整版更深）。体验课（taster）聚焦 L1 平台架构认知与云端数据监视，不含RS485接线与API集成；实战课（workshop）覆盖 L1+L2 完整传感器接线、Modbus配置与告警编排；交付课（bootcamp）全覆盖 L1+L2+L3，含SenseCAP Open API对接与Node-RED本地自动化。
先选层，再选排法
时间和目标决定选哪一层：要学生带走一个能继续演进的作品，选完整版；只有两天，选马拉松版；只有半天，两门体验课任选其一。
体验课
无 FP1 天 · 6–8h · L1 展示层 · 聚焦双通信架构认知与云端数据监视
- Day 1 上午模块 01 + 02 + 03
环境预检 → 双通信架构解析 → 传感器测量原理与场景
- Day 1 下午模块 04 + 05 + 13(精简)
SenseCraft Data平台监控 → 报表导出与移动端操作 → 总结复盘
体验课目标是「看得懂、能讲解、能演示」，3分钟跑出多节点传感器数据上云与实时看板的演示效果。不含RS485接线、Modbus配置与API集成。
实战课
FP 完整2–3 天 · 14–20h · L1+L2 · 传感器接线 + Modbus配置 + 多级告警编排
- Day 1模块 01–05
环境预检 → 双通信架构 → 传感器原理 → 云端数据监控 → 报表导出
- Day 2模块 06–09
RS485接线实操 → 采集器配置与绑定 → Modbus寄存器映射 → 多级告警规则配置
- Day 3（可选）模块 13
方案复盘与交付总结（含布设规范与功耗预算）
实战课交付 1 套含2种以上传感器的RS485物理接线、1 份Modbus寄存器映射表、至少 3 类业务告警策略。学员基础要求：能读懂传感器接线图，具备RS485/Modbus或电子接线基础。
交付课
FP 完整3–5 天 · 24–35h · L1+L2+L3 · 全覆盖含SenseCAP Open API对接与Node-RED本地自动化
- Day 1–2模块 01–09
L1+L2 完整内容（架构认知 + 云端监视 + RS485接线 + Modbus配置 + 告警编排）
- Day 3模块 10
SenseCAP Open API鉴权与遥测数据提取实操
- Day 4模块 11
reComputer R1025上Node-RED本地自动化控制流开发
- Day 5模块 12 + 13
InfluxDB+Grafana私有化看板 → 方案复盘与交付归档
交付课目标是具备独立交付环境监测系统与API数据集成的能力。学员基础要求：有HTTP API调用、JSON解析与Linux命令行基础，熟悉 L1–L2 能力。
体验课是方案演示与客户沟通的标配形态：零接线门槛、1天闭环、聚焦「传感器能接入、数据能上云、看板能看见」。适合展会、技术开放日与客户初次接触场景。
实战课的 Day 3 为可选弹性日：若学员基础较好可压缩为 2 天（Day 2 下午合并复盘与交付总结）；若需更多告警策略调优与接线排障时间则用满 3 天。
4G采集器与传感器供电涉及12V/24V DC直流回路，必须确认电源适配器规格与传感器供电要求匹配（5V/12V/24V DC），避免过压损坏传感器或欠压导致读数异常。学员操作前需由讲师确认接线无误后方可通电。
RS485总线接线需注意A/B线序与终端电阻匹配，多传感器并联时通过分线器扩展并设置唯一从机地址（Slave ID）防止冲突；总线长度超过10米时建议在末端加装120Ω终端电阻，否则可能出现通信丢包或寄存器读取失败。
4G版需确认现场蜂窝信号强度，地下室或深山场景需外接高增益天线；每台采集器需插入有效物联网流量SIM卡。LoRaWAN版需评估网关与节点间的视距覆盖范围，野外长期节点需配套太阳能板与高低温环境电池。
体验课不包含RS485接线与Modbus配置内容，请勿向客户承诺体验课学员能独立完成传感器物理接线——那是实战课的交付标准。
适合这些人学
这门课的价值不在传感器硬件，在「把广域分散的环境数据接进来」的方法
M5 不是一门教学生「看几个传感器读数」的课，而是一门教团队如何用工业级传感器和双通信链路，把野外、农田、河道、市政管网上那些分散的、难以布线的环境数据统一接进来的方法课。柴火交付的从来不只是「一次上课」，而是一整套可以被拆开、改写、重新组装的东西：13模块课程骨架、教师教案与PPT、Modbus寄存器映射工具、传感器接线图模板、告警策略配置清单、API调用示例代码。
口子 01
换场景
模块 09「多级业务告警规则配置」的阈值是开放的：你的行业、你的客户现场、这座城市正在发生的一个真问题。土壤温度低于5°C可以是霜冻预警，可以是冷库，可以是养殖大棚——问题越靠近真实现场，效果越好，而这件事你比我们懂。
口子 02
接传感器
你已有的客户存量传感器、学校实训台架上的环境探头、合作方的RS485设备，可以接在模块 06 之后，成为Modbus接入练习的对象池。M5 负责把方法讲透，门后面接什么传感器，由你来定。
口子 03
加你的东西
你在行业里攒下的那些：野外布设经验、踩过的坑、能让学员瞬间理解LoRaWAN视距覆盖的那个比喻、客户现场最常问的三个问题——那正是我们没有、也给不了的部分。
一门环境监测课最好的归宿，不是被完整地执行一遍，而是被一位工程师改到面目全非，然后变成只有他能交付的那个方案。
能力边界与合规约束
核心原则
4G与LoRaWAN为两条独立交付路线，硬件不混用；环境数据属低频物联监测，不做毫秒级闭环控制。
适用范围
- 多环境要素采集（土壤温湿度/EC、气象七参数、CO2、叶面温湿度、水质pH等）与广域分散点位监测
- 4G蜂窝直连（国内）与LoRaWAN广域无线（海外/免布线）两种通信架构的选型、部署与数据回传
- SenseCraft Data云端实时看板、历史趋势分析、数据报表导出（CSV/Excel）与多条件阈值告警配置
- SenseCAP Open API数据提取（HTTP Basic Auth，Access ID/Access Key鉴权）与第三方业务系统单向数据对接
- reComputer R1025边缘端Node-RED本地阈值联动控制（经RS485下发继电器/灌溉阀等低压执行器指令）
- InfluxDB时序数据库存储与Grafana私有化数据监控大屏部署
不适用范围
- 4G与LoRaWAN硬件不混用：两条路线为独立交付套件，4G采集器（114992169）与LoRaWAN网关（114992982）/S210x节点分属不同通信协议栈，不得在同一套教学台架中混合组网或交叉替换硬件
- 数据主权与私有化部署边界：SenseCraft Data为云端SaaS平台，环境数据默认存储于Seeed云端；L3通过Open API提取数据至本地InfluxDB实现私有化存储，但原始数据仍先经云端中转，不提供纯离线/断网可用的本地化数据采集服务。私有化部署仅覆盖L3阶段的API拉取数据，不包含云端平台本身的私有化部署
- 不适用于毫秒级闭环运动控制：环境传感采样周期通常为1~60分钟（视现场功耗与电池策略配置），属于低频物联监测，不做高频伺服振动监测，不适用于毫秒级闭环运动控制或实时伺服系统
- 严禁介入消防、电梯控制、高压配电等安全关键生命系统的监测与控制
- 不包含大面积土木施工与高空防雷工程实施
- 不包含对未开放协议的第三方老旧传感器的协议破解服务
- 不承诺由于极端自然灾害（淹没、雷击）导致的传感器硬件不可抗力损坏免责
- 控制类场景仅限经RS485下发的低压直流执行器（继电器模块、灌溉水阀电磁阀等），严禁通过本系统直接控制AC 220V及以上强电负载
- 传感器测量精度受安装深度、土壤紧实度、电极表面洁净度等物理环境影响，需定期维护与校准，不承诺特定场景下的绝对测量精度