数字孪生示范项目——从单摆谈起（4）IoT探索

 IoT的探索历程是真的曲折且有趣呀，我是对它又爱又恨，爱在它做成之后比做成物理模型更有成就感，因为IoT真正实现了数字孪生的核心步骤——数据可视化，可是IoT也很可恨，可恨在做成功实在是太艰难了，难到甚至让我变更了短学期要达成的目标，硬生生把单摆项目做成类单摆——复摆，险些让我没能够在短学期结束之前完成当初定下的里程碑。

那么对于该项目而言，IoT具体是什么呢？其实数字孪生就是要让虚拟的仿真模型与现实世界中的实体模型相对应，可是现实中的实体模型有太多的不确定因素了，这就导致在设计虚拟仿真模型时需要耗费大量的功夫去不断地修改，这样最终才能达到同频、对应的效果。

为了实现虚拟仿真模型与实体模型的对应，我首先是需要设计选择传感器。个人认为，传感器就是沟通现实世界与虚拟世界的桥梁，有着至关重要的作用。所以选择一个合适的传感器，并且能抓到数据，且抓回来的数据还能跟现实世界的真实情况对应起来，是曲折复杂的。而且，不能想当然的认为抓回来数据肉眼看上去没问题就可以了，实际上还是要用抓回来的数据去真正把图像画出来，才具有说服力。这也是我做这个项目感受到的较为重要的一点。

那么IoT在本项目中，具体体现在：首先是选择传感器，并且选择好要获取传感器能读出来的哪个数据；其次，是设计算法来抓取传感器中的数据，并且能实时显示出来；再次，是如何利用好传感器传回来的数据，比如发送到服务器用于绘制图像（本项目即是如此），最后，是综合利用数据，实现可视化。

首先我在选择传感器上，选择了waffle nano开发板上自带的ICM20948九轴陀螺仪传感器，因为本身我的实验装置就不能设计的太过复杂，不要引入太多无关紧要的线，且本身ICM20948就是一个非常不错且精确的传感器，能实时反馈读取出来的加速度、角速度、磁场数据。

选择好了传感器，并且改装了TypeC接口的供电电池，下一步就要开始设计算法。刚开始，我查阅了单摆的有关公式，发现利用角速度数据可以实现读取出角度。这个想法和出发点是好的，可是角速度其实是陀螺仪读取出来的，如果单摆静止在某个位置时，其角速度为0，就会导致数据不正确，且只有在单摆完全符合理想化的单摆运动时，角速度返回的角度数据才是正确的。
————————————————

版权声明：本文为博主原创文章，遵循 CC 4.0 BY-SA 版权协议，转载请附上原文出处链接和本声明。

原文链接：https://blog.csdn.net/weixin_43793002/article/details/125923023