IOT123 - АССИМИЛЯЦИЯ СЕТИ IOT: 26 шагов

2024 Автор: John Day | [email protected]. Последнее изменение: 2024-01-30 11:52

ASSIMILATE IOT NETWORK - это набор протоколов, которые позволяют легко интегрировать датчики, субъекты, узлы вещей и локальных брокеров с внешним миром.

Эта инструкция представляет собой инструкции к инструкциям; он индексирует все различные проекты и указывает, где находятся статьи и ресурсы для каждого проекта.

ОСОБЕННОСТИ И ВИДЕНИЕ В настоящее время ведомые устройства (датчики и субъекты) являются автономными и полагаются на сообщения I2C на основе соглашений для чтения свойств или действий по командам. Мастер получает метаданные и свойства от ведомых устройств и отправляет их брокеру MQTT. Он также запускает веб-сервер и обслуживает файлы JSON, которые можно редактировать, чтобы настроить мастер и настроить метаданные / свойства, которые в конечном итоге потребляются Crouton. Отдельные датчики / акторы считываются / управляются через Crouton, при этом ведущий не имеет каких-либо предварительных знаний о том, что делают ведомые.

Одна из целей ASSIMILATE IOT NETWORK - настроить AssimilateCrouton таким образом, чтобы редакторы гибридных приложений, обслуживаемые веб-серверами IOT NODE (см. Следующие концентраторы), добавлялись в качестве веб-компонентов, которые дадут полный контроль над тем, что делает вещь, т.е. мастер не запрограммирован, ведомые устройства имеют базовые наборы функций, но панель инструментов Crouton включает все бизнес-правила, необходимые для работы устройства!

Форк Crouton рассматривается как вариант для децентрализованного управления / настройки вещей. По сути, любая комбинация MQTT-клиент / графический интерфейс может управлять вашими вещами, поскольку каждая функция (датчики и субъекты) отображается как конечные точки MQTT.

КРОУТОН

Гренки. https://crouton.mybluemix.net/ Crouton - это панель управления, которая позволяет визуализировать и управлять устройствами IOT с минимальной настройкой. По сути, это самая простая в настройке панель инструментов для любого энтузиаста оборудования IOT, использующего только MQTT и JSON.

ASSIMILATE SLAVES (датчики и субъекты) имеют встроенные метаданные и свойства, которые мастер использует для создания json-пакета deviceInfo, который Crouton использует для создания информационной панели. Посредником между ASSIMILATE NODES и Crouton является брокер MQTT, совместимый с веб-сокетами: для демонстрации используется Mosquito.

Когда ASSIMILATE MASTER (см. Следующие концентраторы) запрашивает свойства, он форматирует значения ответа в необходимом формате для обновлений Crouton.

Шаг 1: АССИМИЛЯЦИЯ СЕНСОРНОГО ХАБА: ВЕБКОМПОНЕНТЫ ICOS10 CORS

На устройстве все функции веб-сервера с аутентификацией и хостингом в SPIFFS по-прежнему поддерживаются, но особое внимание было уделено поддержке CORS (Cross Origin Resource Sharing) для Polymer WebComponents (Crouton использует Polymer 1.4.0).

РЕСУРСЫ Инструктируемый, Репозиторий

Шаг 2: АССИМИЛЯЦИЯ ДАТЧИКА: ВЕБ-СЕРВЕР НАСТРОЙКИ ICOS10

Подчиненные устройства ASSIMILATE SENSOR / ACTOR встраивают метаданные, которые используются для определения визуализаций в Crouton. Эта сборка добавляет веб-сервер к ESP8266 Master, обслуживает некоторые файлы конфигурации, которые могут быть изменены пользователем, а затем использует эти файлы для переопределения визуализаций. Таким образом, можно изменить названия карточек приборной панели и большинство настраиваемых свойств. Это было необходимо, например. DHT11 публикует свойства температуры и влажности: если на объекте есть несколько узлов с отдельными датчиками DHT11, все они не могут называться температурой (температура в гараже, температура двора…). Ограничение длины метаданных, установленное шиной I2C (16 символов), не существует, и могут применяться более обширные значения (до 64 символов).

Дополнительная базовая аутентификация конфигурируема для редактируемой веб-страницы, а также список исключений из аутентификации для других ресурсов. На существующей дочерней плате также был разработан переключатель нижнего уровня, который при необходимости отключает ведомые устройства. В качестве технического примечания: перед запуском этой сборки объем памяти составлял 70% из-за глобального графа объектов метаданных. В последней библиотеке AssimilateBus были внесены критические изменения, которые разделяют глобальную переменную на более мелкие файлы JSON, сохраняемые в SPIFFS. Это вернуло занимаемое место до ~ 50%, что безопаснее для всего синтаксического анализа / построения JSON. Библиотека AssimilateBusSlave остается той же (ASSIM_VERSION 2) на протяжении всех этих изменений.

РЕСУРСЫ

Инструктируемый, Репозиторий

Шаг 3: СОЕДИНИТЕ КОНТРОЛЬ СЕНСОРА: ICOS10 CROUTON RESET NODE

Это предшественник сборки веб-сервера настройки. В нем все еще есть интеграция с Crouton.

Эта сборка отправляет информацию об устройстве, требуемую Crouton, брокеру MQTT для загрузки автоматических панелей мониторинга. ASSIM_VERSION должен быть равен 2 для AssimilateBusSlaves (акторы и датчики). Предыдущие ЗАГОЛОВКИ КОРПУСА были немного изменены: направляющая D0 заменила неиспользуемую направляющую D6. Была добавлена новая дочерняя плата, которая позволяет выполнять аппаратный сброс, пробуждение при определенных условиях и в будущем будет использоваться для переключателя питания низкого уровня (для управления мощностью ведомых устройств).

РЕСУРСЫ

Инструктируемый, Репозиторий

Шаг 4: СОЕДИНИТЕ КОНТРОЛЬ СЕНСОРА: ICOS10 3V3 MQTT NODE

Это первая из множества комбинаций MCU / Feature в ASSIMILATE SENSOR HUBS: ведущие устройства, которые собирают дампы данных с ведомых устройств I2C ASSIMILATE SENSORS.

В этой сборке используется Wemos D1 Mini для публикации любых данных, сброшенных с датчиков ASSIMILATE SENSORS, на сервер MQTT. Он подает на датчики шину 3V3 I2C. Шина 5 В по-прежнему поставляется, но преобразователя логического уровня для I2C 5 В нет, и он может не работать должным образом. Это будет поставляться в будущей замене дочерней платы с набором функций представленной здесь.

РЕСУРСЫ Инструктируемый, Репозиторий

Шаг 5: СОЗДАЙТЕ КОНТРОЛЬ СЕНСОРА: СБОРКА ОБЩЕЙ ОБОЛОЧКИ ICOS10 (IDC)

Это улучшенная (надежность схемы) версия узла ASSIMILATE SENSOR HUB: ICOS10 GENERIC SHELL (HOOKUP WIRE). Он собирается быстрее и имеет более качественную схему, но стоит дороже (~ 10 долларов при поддержке 10 датчиков). Главная особенность - теперь он очень модульный: панели и кабели можно заменять / настраивать без необходимости распайки / пайки.

РЕСУРСЫ Инструктируемые 3D-детали

Шаг 6: IOT123 - СОЕДИНИТЕ КОНТРОЛЬ СЕНСОРА: СБОРКА ОБЩЕЙ ОБОЛОЧКИ ICOS10 (ПОДКЛЮЧИТЕЛЬНЫЙ ПРОВОД)

Это оригинальная сборка Shell. Используйте IDC выше.

РЕСУРСЫ Инструктируемые 3D-детали

Шаг 7: I2C MAX9812 КИРПИЧ

Это схема, которая используется следующим ASSIMILATE SERSOR.

Этот КИРПИЧ I2C MAX9812 обладает 3 звукочувствительными свойствами:

• audMin (0-1023) - наименьшее значение внутри окна выборки 50 мс (20 Гц)
• audMax (0-1023) - максимальное значение внутри окна выборки 50 мс (20 Гц)
• audDiff (0-50) - значение, полученное из разницы aMin и aMax

РЕСУРСЫ

Инструктируемый, Репозиторий

Шаг 8: СОБИРАЙТЕ ДАТЧИК: MAX9812

Эта сборка основана на I2C MAX9812 BRICK.

Если вам нужно регулируемое усиление, я рекомендую заменить этот датчик на MAX4466.

Этот ДАТЧИК ASSIMILATE сбрасывает 3 свойства:

1. audMin (0-1023) - наименьшее значение внутри окна выборки 50 мс (20 Гц)
2. audMax (0-1023) - максимальное значение внутри окна выборки 50 мс (20 Гц)
3. audDiff (0-50) - значение, полученное из разницы aMin и aMax

РЕСУРСЫ

Инструкции, репозиторий, 3D-части

Шаг 9: КИРПИЧ СЕРДЦА I2C

Это схема, которая используется следующим ASSIMILATE SERSOR.

Этот I2C HEARTBEAT BRICK указывает, жив ли ведомое устройство ATTINY, а также трафик I2C и имеет одно свойство:

СТАТУС («ЖИВУЮ»)

РЕСУРСЫ

Инструктируемый, Репозиторий

Шаг 10: СОБИРАЙТЕ АКТЕРА: СЕРДЦЕ

Эта сборка основана на I2C HEARTBEAT BRICK.

У этого АКТЕР-АССИМИЛЯТОРА есть одно свойство:

СТАТУС («ЖИВУЮ»)

PB1 (белый провод, синий светодиод) указывает на исправность ATTINY.

PB3 (желтый провод, зеленый светодиод) переключается с запросами I2C от мастера.

PB4 (оранжевый провод, красный светодиод) переключается с приемом I2C от мастера.

РЕСУРСЫ

Инструкции, репозиторий, 3D-части

Шаг 11: 2-КАНАЛЬНЫЙ РЕЛЕ I2C КИРПИЧ

Эта схема не подходит в качестве стандартного АССИМИЛЯЦИОННОГО АКТЕРА. Возможно, он лучше подходит для I2C PCB Rails.

Этот 2-КАНАЛЬНЫЙ РЕЛЕ I2C BRICK расширяет функциональные возможности I2C KY019 BRICK и имеет два свойства чтения / записи:

• 2-КАНАЛЬНЫЕ РЕЛЕ [0] (истина / ложь).
• 2-КАНАЛЬНОЕ РЕЛЕ [1] (истина / ложь).

РЕСУРСЫ

Инструктируемый, Репозиторий

Шаг 12: КИРПИЧ I2C KY019

Это схема, которая используется следующим АКТЕР-АССИМИЛЯТОРОМ.

Этот КИРПИЧ I2C KY019 является первым из АКТЕРОВ и имеет одно свойство чтения / записи:

Переключатель (истина / ложь)

РЕСУРСЫ

Инструктируемый, Репозиторий

Шаг 13: СОБИРАЙТЕ АКТЕРА: KY019

Эта сборка основана на I2C KY019 BRICK.

Если вам нужно 2 канала, я рекомендую заменить этого актера на 2CH RELAY BRICK.

Это ASSIMILATE ACTORS и имеет одно свойство чтения / записи:

Переключатель (истина / ложь)

РЕСУРСЫ

Инструкции, репозиторий, 3D-части

Шаг 14: I2C TEMT6000 BRICK

Это схема, которая используется следующим АКТЕР-АССИМИЛЯТОРОМ.

Этот КИРПИЧ I2C TEMT6000 имеет 3 свойства:

• Окружающее освещение (люкс)
• Окружающее освещение (фут-кандел)
• Окружающее облучение (ватт на квадратный метр).

РЕСУРСЫ

Инструктируемый, Репозиторий

Шаг 15: СОБИРАЙТЕ ДАТЧИК: TEMT6000

Эта сборка основана на I2C TEMT6000 BRICK.

Этот ДАТЧИК ASSIMILATE сбрасывает 3 свойства:

• Окружающее освещение (люкс)
• Окружающее освещение (фут-кандел)
• Окружающее облучение (ватт на квадратный метр).

РЕСУРСЫ

Инструкции, репозиторий, 3D-части

Шаг 16: I2C MQ2 BRICK

Это схема, которая используется следующим АКТЕР-АССИМИЛЯТОРОМ.

Этот КИРПИЧ I2C MQ2 сбрасывает 3 свойства:

• СНГ (частей на миллион)
• CO (ч / млн)
• ДЫМ (PPM).

РЕСУРСЫ

Инструктируемый, Репозиторий

Шаг 17: СОБИРАТЬ ДАТЧИК: MQ2

Эта сборка основана на I2C MQ2 BRICK.

Этот ДАТЧИК ASSIMILATE сбрасывает 3 свойства:

• СНГ (частей на миллион)
• CO (ч / млн)
• ДЫМ (PPM).

РЕСУРСЫ

Инструкции, репозиторий, 3D-части

Шаг 18: I2C DHT11 КИРПИЧ

Это схема, которая используется следующим АКТЕР-АССИМИЛЯТОРОМ.

Этот КИРПИЧ I2C DHT11 сбрасывает 5 свойств:

• Влажность (%)
• Температура (C)
• Температура (F)
• Температура (K)
• Точка росы (С).

РЕСУРСЫ

Инструктируемый, Репозиторий

Шаг 19: АССИМИЛЯЦИЯ ДАТЧИКА: DHT11

Эта сборка основана на I2C MQ2 BRICK.

Этот ДАТЧИК ASSIMILATE сбрасывает 5 свойств:

• Влажность (%)
• Температура (C)
• Температура (F)
• Температура (K)
• Точка росы (С).

РЕСУРСЫ

Инструкции, репозиторий, 3D-части

Шаг 20: РЕЛЬСЫ ДЛЯ ПЕЧАТНОЙ ПЛАТЫ I2C

Там, где прочные кожухи не нужны, ДАТЧИКИ и АКТЕРЫ ASSIMILATE IOT NETWORK могут складываться более эффективно, с меньшими ресурсами и усилиями, прямо на минималистичных рельсах. Можно использовать цилиндры кожуха (как показано в этой сборке) или непосредственно вставлять лежащие под ними кирпичи.

РЕСУРСЫ

Шаг 21: ПРОТОТИПИРОВАНИЕ КИРПИЧА I2C SLAVE

При разработке последней версии ASSIMILATE ACTOR (KY-019 RELAY) была собрана общая доска для разработчиков, чтобы избавить меня от лишней работы за моим столом.

Он имеет стандартные выводы I2C IOT123 BRICK, но позволяет настраивать подключение к датчику от ATTINY85.

ATTINY85 снимается через гнездо DIL. Линии I2C зашиты. Все остальное можно подключать напрямую. Он очень хорошо работает с I2C BRICK MASTER JIG.

РЕСУРСЫ

Шаг 22: I2C BRICK MASTER JIG

При разработке ASSIMILATE SENSORS и ACTORS я держу UNO под рукой для отправки специальных команд I2C разрабатываемым прототипам.

Одним из преимуществ I2C BRICKS является стандартизированная распиновка. Вместо того, чтобы каждый раз использовать макетные провода (см. Фритцинги), используется прочный низкотехнологичный экран.

РЕСУРСЫ

Шаг 23: КАБЕЛЬНЫЙ ТЕСТЕР IDC (6 ПРОВОДОВ)

При разработке ICOS10 ASSIMILATE SENSOR HUB мне нужно было проверить кабели, которые я создавал. Проверка заключалась в проверке целостности цепи между розетками и изоляции между проводами. В конструкции, которую я придумал, использовались DIP-переключатели для переключения между тестами на целостность и изоляцию. Поскольку я ожидаю, что для каждого теста будет использоваться другая плата (DIP-переключатели не предназначены для постоянного использования), две схемы могут быть подключены жестко без необходимости в DIP-переключателях, РЕСУРСЫ

Шаг 24: ТЕСТЕР ПАНЕЛЬНОЙ ЦЕПИ ICOS

При разработке ICOS10 ASSIMILATE SENSOR HUB мне нужно было проверить схемы панели в том виде, в каком они были сделаны. Кроме того, поскольку контакты припаивались к разъемам 3P, я хотел, чтобы в них были вставлены штыревые контакты 3P, чтобы предотвратить любую деформацию во время пайки. Также ключ к этой конструкции: я уже разработал тестер цепей для 6-проводных кабелей IDC.

РЕСУРСЫ

Шаг 25: ПРИЖИМ ДЛЯ БОРТОВОГО ПРОГРАММИРОВАНИЯ ATTINY85

В конструкциях BRICK я упоминал, что сквозные отверстия, примыкающие к ATTINY85, остались неиспользованными, чтобы можно было использовать программатор pogo pin, в то время как DIP8 припаян к печатной плате. Это тот программист pogo pin. На самом деле это просто переходник от существующего разъема DIP8 DIL программатора к приспособлению для установки на печатной плате с шагом 6 x 4 отверстий.

РЕСУРСЫ

Шаг 26: ВИДЕО