Bazat e IoT: Lidhja e IoT tuaj me Cloud duke përdorur OS Mongoose: 5 hapa

2024 Autor: John Day | [email protected]. E modifikuara e fundit: 2024-01-30 12:17

Nëse jeni një person që merret me tinkering dhe elektronikë, më shpesh sesa jo, do të hasni në termin Internet of Things, zakonisht të shkurtuar si IoT, dhe se i referohet një grupi pajisjesh që mund të lidhen me internetin! Duke qenë një person i tillë vetë, unë u magjepsa kur mësova se pajisje të tilla të shkëlqyera ishin lehtësisht të arritshme për mua. Mendimi i thjeshtë për të qenë në gjendje të lidhja projektet e mia me internetin duke përdorur një pjesë të vogël të pajisjeve dhe thjesht duke menduar për portat e panumërta që do të hapnin për idetë e mia të projektit do të më kishin nxitur.

Por t’i thuash IoT që të lidhet me internetin nuk është aq e thjeshtë sa thjesht ta blesh atë nga rafti dhe ta fuqizosh atë. Dhe përveç që pajisja të lidhet me internetin, ne gjithashtu duhet të shtyjmë disa të dhëna të dobishme në internet. Ky Instructable merret me procedurën e përfshirë për të arritur qëllimin e lartpërmendur, dhe është menduar për lexuesit e çdo niveli të përvojës, nga fillestarët tek veteranët që janë të rinj në IoT.

Në këtë Instructable, si shembull, unë do të demonstroj se si të vizatojmë grafikun e leximeve të sensorit të temperaturës së brendshme të bordit të zhvillimit ESP32 i cili duhet t'u japë lexuesve një ide të mirë të procesit.

Megjithëse ky Instructable përdor ESP32 dhe Mongoose OS, megjithatë procedura mund të shtrihet në të gjitha IoT dhe firmware që ekzistojnë!

Furnizimet

Për të qenë në gjendje ta zbatoni vetë këtë Instructable, do t'ju duhet vetëm një sasi minimale e pajisjeve, dhe ato janë:

• Një Internet i Gjërave (IoT): Unë kam përdorur një klon të lirë të bordit të zhvillimit ESP32. Nëse planifikoni të blini një bord të ri zhvillimi ESP32, atëherë duhet të shikoni bordin ESP32 të DFRobot.
• Një kabllo të dhënash: Përdorni një kabllo që IoT juaj kërkon për ndezje etj.
• Një bateri (Opsionale): Blini këtë vetëm nëse keni ndërmend të fuqizoni IoT tuaj për periudha të gjata.
• Një Mini Breadboard (Opsionale)

Unë i sugjeroj lexuesit të përdorë një IoT të ndryshëm nga ESP32 në mënyrë që ai/ajo të kuptojë vërtet atë që po bëhet këtu, në vend që thjesht të më imitojë mua. Më besoni, do të kënaqeni duke zbatuar këtë proces duke përdorur mendjen tuaj në ndonjë IoT tjetër, për shembull, ESP8266 do të ishte një zgjedhje e mirë.

Hapi 1: Hyrje në MQTT

Çfarë është MQTT?

"MQTT është një protokoll i mesazheve i thjeshtë, i krijuar për pajisje të kufizuara me gjerësi brezi të ulët. Pra, është zgjidhja perfekte për aplikacionet e Internetit të Gjërave. MQTT ju lejon të dërgoni komanda për të kontrolluar daljet, lexuar dhe publikuar të dhëna nga nyjet e sensorit dhe shumë më tepër. " (Nga RandomNerdTutorials)

Si funksionon MQTT?

Para se të kalojmë në teknikë, le të mendojmë së pari për botën tonë reale. Supozoni se jeni të interesuar për një koleksion kartash në pronësi të mikut të mikut tuaj, të themi, Laurel, të cilin ju personalisht nuk e njihni. Meqenëse jeni shumë të veçantë për atë koleksion kartash, do t'i kërkoni mikut tuaj, supozoni Tom, të pyesë nëse Laurel është e gatshme ta shesë atë apo jo. Ndërsa e bëni këtë, ju do t'i kërkoni Tomit të blejë koleksionin e kartave nëse Laurel është i gatshëm të shesë, pasi nuk doni që ndonjë person tjetër të marrë duart e tij/saj në koleksionin për të cilin ju dëshironi! Me kalimin e kohës, Tom dhe Laurel bashkëveprojnë, dhe me marrëveshje reciproke, Laurel i jep koleksionin e kartave të saj Tomit në këmbim të parave. Pas këtij shkëmbimi, Tom i mban kartat me vete derisa t'ju takojë përsëri, që është kur ai më në fund ju jep koleksionin e kartave. Kështu vazhdon një shkëmbim normal në jetën tonë të përditshme.

Në MQTT, elementët bazë të përfshirë në shkëmbim janë botuesi (Laurel), një pajtimtar (Ju) dhe ndërmjetësi (Tom). Rrjedha e punës së saj është gjithashtu e ngjashme me shembullin e mësipërm të botës reale, përveç një ndryshimi të madh! Në MQTT, shkëmbimi fillon nga ndërmjetësi, domethënë Laurel do të ishte e para që do të arrinte te Tom për të thënë se ajo dëshiron të shesë koleksionin e saj të kartave. Nëse e krahasojmë punën e MQTT me shembullin tonë të botës reale, atëherë do të ishte si më poshtë:

1. Laurel i thotë Tomit se ajo dëshiron të shesë koleksionin e saj të kartave (të dhëna ose ngarkesë) dhe i jep kartat atij.
2. Tom merr ato karta në posedim të tij dhe është i hapur për oferta për mbledhjen e kartave. Kur ju dhe Tom takoheni dhe ai zbulon se jeni të interesuar për kartat (pajtohet në një temë). Tom pastaj ju jep kartat.

Meqenëse i gjithë procesi mbështetet në ndërmjetësin dhe asnjë ndërveprim të drejtpërdrejtë midis pajtimtarit dhe botuesit, MQTT heq sherrin e sinkronizimit të botuesit dhe pajtimtarit. Prania e një ndërmjetësi të ndërmjetëm është një ndihmë për pajisjet e kufizuara me burime si IoT dhe mikroprocesorët pasi fuqia e tyre e përpunimit është e pamjaftueshme për të kryer transferimin e të dhënave në mënyrën normale, e cila do të përfshinte shpenzime shtesë shtesë si autentifikimi, kriptimi etj. Përveç kësaj, MQTT ka shumë karakteristika të tjera të tilla si të qenit i lehtë, shpërndarje një me shumë, dhe kështu me radhë, të cilat e bëjnë atë ideale për rrjetet dhe klientët e kufizuar

Hapi 2: Hyrje në Platformën IoT

Çfarë është një platformë IoT?

"Në një nivel të lartë, një platformë e Internetit të Gjërave (IoT) është softueri mbështetës që lidh harduerin, pikat e hyrjes dhe rrjetet e të dhënave me pjesë të tjera të zinxhirit të vlerës (të cilat në përgjithësi janë aplikacionet e përdoruesve fundorë). Platformat IoT zakonisht trajtoni detyrat e vazhdueshme të menaxhimit dhe vizualizimin e të dhënave, të cilat lejojnë përdoruesit të automatizojnë mjedisin e tyre. " (Nga Lab-Labs)

Në mënyrë abstrakte, një platformë IoT vepron si medium midis përdoruesit dhe agjentëve të mbledhjes së të dhënave i cili është përgjegjës për përfaqësimin e të dhënave të mbledhura.

Në këtë Instructable, ne po planifikojmë të nxisim leximet e temperaturës sonë të ESP32 në internet. ESP32 ynë do të veprojë si botues MQTT dhe ndërmjetësi MQTT do të jetë një platformë IoT e zgjedhjes sonë. Vini re se në projektin tonë, nuk ka asnjë rol të një pajtimtari MQTT pasi të dhënat po përfaqësohen nga vetë platforma në dorën e parë. Platforma IoT do të jetë përgjegjëse për ruajtjen e të dhënave tona të publikuara dhe përfaqësimin e tyre të bukur, këtu, si një grafik linear. Unë do të përdor Losantin si platformën time IoT këtu pasi është falas për t'u përdorur dhe ofron disa mënyra të mira për të përfaqësuar të dhënat. Disa shembuj të tjerë të platformave IoT janë Google Cloud, Amazon AWS dhe Adafruit, Microsoft Azure etj. Unë do të doja të këshilloja lexuesin që t'i referohet dokumentacionit të platformës së tyre IoT të zgjedhur.

Vendosja e Losantit:

1. Hyni në Losant
2. Krijoni një pajisje (lloji i pavarur)
3. Shtoni disa lloje të të dhënave në pajisje1. Emri: temperatura, Lloji i të dhënave: Numri2. Emri: kompensuar, Lloji i të dhënave: Numri3. Emri: njësi, Lloji i të dhënave: Varg
4. Gjeneroni një çelës aksesi dhe shënoni ID -në e pajisjes dhe çelësin e hyrjes
5. Krijoni një grafik 1. Krijo një pult.2. Shtoni bllokun "Grafiku i Serive kohore" në të duke përdorur ndryshoren e temperaturës dhe pajisjen tuaj të krijuar.

"ID e pajisjes" shërben për të vepruar si një gjurmë gishtash unike për një pajisje. "Çelësat e hyrjes", siç sugjeron emri, i lejon IoT të publikojë në Losant nën identitetin e pajisjes.

Hapi 3: Përgatitni Botuesin MQTT

Tani që kemi përgatitur platformën IoT për marrjen dhe përfaqësimin e të dhënave, duhet të përgatisim një botues MQTT i cili do të ishte përgjegjës për mbledhjen dhe dërgimin e të dhënave në platformë.

Përmbledhja e përgatitjes së botuesit të MQTT është si më poshtë:

• Shkruani kodin: Për të udhëzuar botuesin (IoT) se si të mbledhë të dhëna, përpunoni dhe dërgoni ato në platformën IoT. Udhëzimet janë të shkruara në gjuhë programimi të nivelit të lartë të lexueshëm nga njerëzit, e cila normalisht quhet kod.
• Ndizni firmuerin: IoT nuk do t'i kuptojë me lehtësi këto udhëzime pasi nuk njeh ndonjë gjuhë fillimisht. Për të kapërcyer këtë pengesë gjuhësore midis njeriut dhe makinës, kodi përpilohet në një grup të papërpunuar udhëzimesh, në thelb grupe vlerash heksadecimale ose binare specifike për vendndodhjet e kujtesës brenda IoT, të njohura si firmware i cili më pas shpërndahet në IoT.

Në këtë Udhëzues, meqenëse jam duke përdorur ESP32 -in tim të dobishëm, do të ndez firmware -in Mongoose OS në të, i cili pranon programet e shkruara C dhe JavaScript të dyja. Përveç pajtueshmërisë JS, Mongoose OS ka ende shumë për të ofruar, të tilla si përditësimet në ajër, për të rregulluar programin tuaj në internet dhe një pult të dedikuar për pajisjet (mDash) etj.

Unë kam zhvilluar një aplikacion me burim të hapur për Mongoose OS për këtë Instructable. Shtë një aplikacion i thjeshtë i quajtur sensor-humbës i temperaturës, i cili përdor MQTT për të dërguar leximet e përafruara të temperaturës së ambientit, bazuar në leximet e temperaturës së brendshme të ESP32, në Losant (një platformë IoT e lirë për t’u përdorur). Këshillohet që të kaloni kodin e aplikacionit për një kuptim më të mirë. Ne do ta ndezim këtë aplikacion për këtë Udhëzues.

Nëse jeni i llojit aventurier, atëherë mund të provoni të arrini të njëjtin qëllim me firmuerin Arduino-ESP32 i cili mundëson përdorimin e ESP32 si një Arduino (me aftësi WiFi).

Një përmbledhje e shpejtë për ndezjen e aplikacionit me Mongoose OS:

1. Instaloni mjetin mos për sistemin tuaj operativ.

2. Hapni mjetin dhe ekzekutoni komandat e mëposhtme:

   1. mos klononi
   2. cd losant-temp-sensor
   3. mos ndërto -platformën esp32
   4. mos ndez

Pas ndezjes së suksesshme, lejoni që pajisja të rindizet dhe më pas të ekzekutojë komandat e mëposhtme:

1. mos wifi "wifi juaj ssid" "fjalëkalimi juaj wifi" p.sh. mos wifi "Home" "home@123"

2. mos config-set temperature.basis =

   njësia e temperaturës ="

   "p.sh. mos config-set temperature.basis = 33 / temperature.unit =" celsius"

3. mos config-set device.id = mqtt.client_id = mqtt.user = mqtt.pass =

Pasi të keni përfunduar të gjitha këto hapa në mënyrë korrekte, do të përfundoni me një ESP32 i cili dërgon leximet e temperaturës në Losant periodikisht, pas çdo 10 minutash. Publikimi i suksesshëm tregohet nga LED blu, siç tregohet në videon e mësipërme.

Hapi 4: Fusnota

Nëse jeni në gjendje të përsëritni saktë hapat e mëparshëm, atëherë tani do të keni një projekt pune me ndihmën e të cilit mund të vëzhgoni trendet e temperaturës brenda dhomës tuaj, ose kudo që planifikoni ta vendosni projektin. Meqenëse e kam mbajtur këtë Udhëzues aq të përgjithshëm sa mund ta bëja, prandaj mund të përdorni IoT tuaj për të mbledhur të dhëna të të gjitha llojeve dhe të përpiqeni të përfundoni diçka të dobishme prej tij, ose mund ta bëni atë vetëm për hir të ngatërrimit nëse ju e kam kuptuar siç duhet këtë Udhëzues.

Për mua, pjesa më e mirë në lidhje me IoT është fakti që na mundëson të mbledhim pjesë të mëdha të të dhënave, jokonkluzive nëse merren vetëm dhe i konvertojmë në diçka përfundimtare. Kjo godet vërtet frymën e shkencës. Për mua, ishte shumë e kënaqshme dhe ndriçuese të vëreja rënien e temperaturës brenda dhomës sime gjatë orëve të shiut përmes grafikut tim.

Aplikacioni sensor-temp-sensor është optimizuar për konsumin e energjisë, pasi përdor funksionin e gjumit të thellë të ESP32 prandaj mund ta përdorni për periudha të gjata kohore pa u shqetësuar fare për baterinë. Ju mund të zgjeroni më tej efikasitetin e energjisë duke hequr LED në bordin e zhvillimit. Tërheqja aktuale e të gjithë konfigurimit është treguar më lart.

Qëllimi i këtij Instructable, që në fillim ishte vetëm t'ju bënte një hyrje në botën e IoT. Pasi të keni përfunduar këtë udhëzues, do të keni një kontroll të mirë në bazat që mund t'i forconi edhe më shumë përmes burimeve të tjera në internet.

Megjithëse nuk do të jeni në gjendje të bëni projekte komplekse në këtë fazë, megjithatë gjithmonë duhet të kihet parasysh se nëse keni një tullë mjaft të fortë dhe një mënyrë për t'i kombinuar ato së bashku, atëherë mund të bëni ndonjë strukturë të imagjinueshme, nga e thjeshta te komplekse. Në mënyrë të ngjashme, të kesh një njohuri të mirë mbi bazat dhe të dish se si t'i zbatosh ato në mënyrë korrekte do të të mundësojë të vendosësh një mori masash. Prandaj jepini vetes një goditje në shpinë për të hedhur hapin e parë.

Hapi 5: Kredite dhe Mbështetje

Ky udhëzues përbëhet nga ilustrime, p.sh. ai që shpjegon shkëmbimin MQTT, të cilin e kam bërë personalisht. Ato ilustrime kanë qenë të mundshme vetëm falë paketave të mëposhtme SVG pa përdorim:

• Vektori infografik i krijuar nga freepik - www.freepik.com
• Vektori infografik i krijuar nga starline - www.freepik.com
• Vektori i njerëzve i krijuar nga pikisuperstar - www.freepik.com
• Vektori abstrakt i krijuar nga makrovektori - www.freepik.com
• Vektori abstrakt i krijuar nga makrovektori - www.freepik.com
• Vektori infografik i krijuar nga pikisuperstar - www.freepik.com

Ky udhëzues është sponsorizuar nga DFRobot. DFRobot ka një koleksion të mrekullueshëm elektronik, prandaj sigurohuni që ta kontrolloni.

Nëse mendoni se ju pëlqeu ky Instructable dhe doni më shumë Instructables si ky, atëherë mund të më mbështesni në Patreon. Nëse nuk mund të shkoni aq larg, atëherë mund të më ndiqni këtu në Instructables.