Интернет вещей: визуализация данных датчика освещенности с помощью Node-RED: 7 шагов

2024 Автор: John Day | [email protected]. Последнее изменение: 2024-01-30 11:49

Из этого руководства вы узнаете, как создать датчик, подключенный к Интернету! Я буду использовать датчик внешней освещенности (TI OPT3001) для этой демонстрации, но подойдет любой датчик по вашему выбору (температура, влажность, потенциометр и т. Д.). Значения датчиков будут опубликованы в облачном приложении с помощью MQTT. Существует множество руководств, в которых показано, как этого можно добиться с помощью Arduino или Raspberry Pi. Мы выполним эту демонстрацию с помощью экосистемы LaunchPad от TI (Texas Instruments).

Шаг 1. Посмотрите видео

Шаг 2: Оборудование

Используемые компоненты - TI MSP432 LaunchPad - 19,99 долларов США [https://www.ti.com/tool/MSP-EXP432P401R] - Модуль SimpleLink Wi-Fi CC3100 - 19,99 долларов США [https://www.ti.com / tool / CC3100BOOST] - Образовательный BoosterPack MKII - $ 29,99 (США) [https://www.ti.com/tool/BOOSTXL-EDUMKII] Q> Если вам интересно, что такое образовательный BoosterPack MKII ?? A> Это простой в использовании подключаемый модуль, который предлагает в ваше распоряжение различные аналоговые и цифровые входы и выходы, включая аналоговый джойстик, датчики окружающей среды и движения, RGB-светодиод, микрофон, зуммер, цветной ЖК-дисплей и многое другое. Кабель Micro USB Датчик - TI OPT3001 - Датчик внешней освещенности [https://www.ti.com/product/OPT3001]

Шаг 3: Настройка оборудования

Подключите модуль Wi-Fi CC3100 и пакет Educational BoosterPack MKII к LaunchPad, а затем подключите LaunchPad к одному из USB-портов компьютера.

Шаг 4. Основы MQTT

MQTT расшифровывается как Message Queuing Telemetry Transport. Это легкий протокол обмена сообщениями публикации / подписки. Это полезно для использования с датчиками малой мощности, но применимо во многих сценариях. Протокол состоит из 3 основных компонентов: ИЗДАТЕЛЬ, БРОКЕР и ПОДПИСЧИК. ИЗДАТЕЛЬ: MSP432 LaunchPad будет ИЗДАТЕЛЕМ, поскольку он будет публиковать данные датчиков освещенности по определенной теме. БРОКЕР: Действует как простой, общий интерфейс для всего, чтобы подключиться. к. Это сервер, который обрабатывает передачу данных между ИЗДАТЕЛЕМ и ПОДПИСЧИКОМ. В этом примере мы используем общедоступный брокер MQTT, часто полезный для создания прототипов и тестирования. Вот список общедоступных брокеров: [https://github.com/mqtt/mqtt.github.io/wiki/public_brokers] ПОДПИСКА: Чтобы подписаться на любые данные, которые отправляет ИЗДАТЕЛЬ, ПОДПИСЧИК должен быть подключен к тому же БРОКЕРУ и подписаться на ту же тему, что и ИЗДАТЕЛЬ. Если эти 2 условия выполнены, АБОНЕНТ сможет получать сообщения от ИЗДАТЕЛЯ. ПРИМЕЧАНИЕ: С MQTT несколько издателей и подписчиков могут использовать одного и того же брокера / темы. Кроме того, один издатель может отправлять данные более чем одному подписчику.

Шаг 5: Энергия

Energia - это интегрированная среда разработки (IDE) и программная среда с открытым исходным кодом, управляемая сообществом, которая поддерживает многие процессоры TI, в первую очередь те, которые доступны в экосистеме разработки LaunchPad. Скачать: [https://energia.nu/download/]

E1. Откройте Energia IDE и выберите правильный последовательный порт и плату, перейдя к: ToolsE2. Energia поставляется с предустановленными примерами программ для Educational BoosterPack MKII. Чтобы убедиться, что датчик освещенности работает, откройте и загрузите пример кода для OPT3001, перейдя в: Файл> Примеры> ОбразовательныйBP_MKII> OPT3001_DemoE3. Если все работает, показания датчика освещенности должны начать передаваться в Serial Monitor. Измените экспозицию, чтобы увидеть изменение значений датчика. E4. Версия Energia (0101E0017), которую я сейчас использую, поставляется с предварительно загруженной библиотекой для MQTT PubSubClient. Если вы используете версию Energia, в которой нет этой библиотеки, вы можете получить ее по адресу: [https://github.com/energia/Energia/tree/master/libraries/PubSubClient] E5. Эскиз представляет собой небольшую модификацию примера, доступного в: Файл> Примеры> PubSubClient> MQTTBasicWiFiE6. Единственное, что нам нужно изменить, это наши ssid и пароль для нашего Wi-Fi роутера. E7. В скетче используется общедоступный сервер MQTT [https://mqtt.eclipse.org/]. Чтобы изменить ТЕМУ, которую публикует наш LaunchPad, замените строку своей собственной в вызове функции client.publish () в основном цикле (). E8. Загрузите эту программу на LaunchPad, нажав кнопку Загрузить. E9. Откройте Serial Monitor. Вы должны увидеть поступающие значения датчиков, а также сообщение «Публикация прошла успешно !!».

Шаг 6: IBM Cloud

Теперь, когда мы публикуем данные датчиков освещенности, давайте создадим облачное приложение, которое может подписаться на нашу LaunchPad и визуализировать данные датчиков. Мы будем использовать Node-RED, который доступен на платформе IBM Cloud в качестве одного из приложений Starter kits в каталоге. Что такое Node-RED? Node-RED - это инструмент программирования для объединения аппаратных устройств, API и онлайн-сервисов новыми и интересными способами. Node-RED построен на Node.js и в полной мере использует его неблокирующую модель, управляемую событиями. Это делает его идеальным для работы на границе сети на недорогом оборудовании, таком как Raspberry Pi, а также в облаке. C1. Зарегистрируйте учетную запись IBM Cloud, используя свой существующий IBMid или создав новый IBMid. C2. После входа в IBM Cloud вы попадете в Dashboard. C3. Щелкните вкладку Каталог и найдите приложение Node-RED. C4. Нажмите кнопку «Создать приложение», чтобы продолжить. Это создаст ваше новое облачное приложение. Это может занять несколько минут! C5. Теперь, когда вы развернули приложение Node-RED, откройте список IBM Cloud Resource, выбрав меню боковой панели и затем выбрав Resource List. Вы увидите недавно созданное приложение Node-RED в списке в разделе «Приложения». C6. Щелкните запись приложения Cloud Foundry, чтобы перейти на страницу сведений о развернутом приложении. Щелкните ссылку «Посетить URL-адрес приложения», чтобы получить доступ к своему начальному приложению Node-RED.

Шаг 7: приложение Node-RED

N1. Когда вы впервые откроете приложение Node-RED, вам нужно будет настроить его и установить безопасность. N2. Нажмите кнопку «Перейти к редактору потока Node-RED», чтобы открыть редактор. N3. Откроется редактор Node-RED, показывающий поток по умолчанию. N4. Перетащите блок mqtt in из палитры Node-RED на пустой лист. N5. Дважды щелкните блок mqtt и отредактируйте свойства с теми же параметрами, которые публикует LaunchPad: Сервер - mqtt.eclipse.org:1883Topic - EDUMKII_IOT После настройки щелкните Готово. N6. После подключения оставшихся узлов нажмите кнопку «Развернуть» в правом верхнем углу. Это заставит ваше приложение запуститься. N7. Щелкните вкладку отладки, чтобы, наконец, увидеть значения датчиков из потоковой передачи LaunchPad! N8. Щелкните ссылку на вкладке «Макет» на панели управления, чтобы просмотреть значения датчиков в режиме диаграммы и датчика. N9. Поздравляем с финальным шагом! Теперь вы можете визуализировать данные реальных датчиков в облаке !! -RED [https://nodered.org/] Запуск в IBM Cloud [https://nodered.org/docs/getting-started/ibmcloud] Создание начального приложения Node-RED [https://developer.ibm.com / components / node-red / tutorials / how-to-a-node-red-starter-application /]