IoT: Wizualizacja danych czujnika światła za pomocą Node-RED: 7 kroków

2024 Autor: John Day | [email protected]. Ostatnio zmodyfikowany: 2024-01-30 11:28

W tej instrukcji dowiesz się, jak stworzyć czujnik podłączony do Internetu! W tym demo użyję czujnika światła otoczenia (TI OPT3001), ale każdy wybrany czujnik (temperatura, wilgotność, potencjometr itp.) będzie działał. Wartości czujnika zostaną opublikowane w aplikacji opartej na chmurze za pomocą MQTT. Istnieje wiele samouczków, które pokazują, jak można to osiągnąć za pomocą Arduino lub Raspberry Pi. To demo zrealizujemy za pomocą ekosystemu LaunchPad firmy TI (Texas Instruments).

Krok 1: Obejrzyj wideo

Krok 2: Sprzęt

Użyte komponenty- TI MSP432 LaunchPad – 19,99 USD (USA) [https://www.ti.com/tool/MSP-EXP432P401R] – Moduł SimpleLink Wi-Fi CC3100 – 19,99 USD (USA) [https://www.ti.com /tool/CC3100BOOST] - Educational BoosterPack MKII – 29,99 USD (USA) [https://www.ti.com/tool/BOOSTXL-EDUMKII] P> Jeśli zastanawiasz się, czym jest edukacyjny BoosterPack MKII? A> To jest łatwy w użyciu moduł wtykowy, który oferuje różne analogowe i cyfrowe wejścia i wyjścia do Twojej dyspozycji, w tym analogowy joystick, czujniki otoczenia i ruchu, RGB LED, mikrofon, brzęczyk, kolorowy wyświetlacz LCD i wiele innych.- Power Bank i Czujnik kabla Micro USB - TI OPT3001 - czujnik oświetlenia otoczenia[https://www.ti.com/product/OPT3001]

Krok 3: Konfiguracja sprzętu

Podłącz moduł Wi-Fi CC3100 i Educational BoosterPack MKII do LaunchPad, a następnie podłącz LaunchPad do jednego z portów USB komputera.

Krok 4: Podstawy MQTT

MQTT to skrót od Message Queuing Telemetry Transport. Jest to lekki protokół przesyłania wiadomości do publikowania/subskrybowania. Jest przydatny do użytku z czujnikami małej mocy, ale ma zastosowanie w wielu scenariuszach. Protokół składa się z 3 głównych komponentów: PUBLISHER, BROKER i SUBSCRIBER. PUBLISHER: LaunchPad MSP432 będzie WYDAWCĄ, ponieważ będzie publikował dane z czujników światła w ramach określonego tematu. BROKER: Działa jako prosty, wspólny interfejs dla wszystkich połączeń do. To serwer, który obsługuje transmisję danych między WYDAWCĄ a ABONENTEM. W tym przykładzie używamy publicznie dostępnego brokera MQTT, często przydatnego do prototypowania i testowania. Oto lista publicznych brokerów:[https://github.com/mqtt/mqtt.github.io/wiki/public_brokers]SUBSCRIBER: Aby subskrybować jakiekolwiek dane wysyłane przez WYDAWCĘ, ABONENT musi być połączony z tym samym BROKEREM i subskrybować ten sam temat co WYDAWCA. Jeśli te 2 warunki zostaną spełnione, ABONENT będzie mógł otrzymywać wiadomości od WYDAWCY. UWAGA: Dzięki MQTT wielu wydawców i subskrybentów może korzystać z tego samego brokera/tematu. Ponadto jeden wydawca może wysyłać dane do więcej niż jednego subskrybenta.

Krok 5: Energia

Energia to otwarte i oparte na społeczności zintegrowane środowisko programistyczne (IDE) oraz platforma programowa, która obsługuje wiele procesorów TI, głównie tych dostępnych w ekosystemie programistycznym LaunchPad. Pobierz: [https://energia.nu/download/]

E1. Otwórz IDE Energia i wybierz odpowiedni port szeregowy i płytkę, przechodząc do: ToolsE2. Energia jest dostarczana z fabrycznie załadowanymi przykładowymi programami dla Educational BoosterPack MKII. Aby sprawdzić, czy czujnik światła działa, otwórz i prześlij przykładowy kod dla OPT3001, przechodząc do: Plik > Przykłady > EducationalBP_MKII > OPT3001_DemoE3. Jeśli wszystko działa, odczyty czujnika światła powinny zacząć przesyłać strumieniowo do monitora szeregowego. Zmieniaj ekspozycję na światło, aby zobaczyć zmianę wartości czujnika. E4. Wersja Energia (0101E0017), której obecnie używam, jest fabrycznie wyposażona w bibliotekę dla MQTT PubSubClient. Jeśli używasz wersji Energia, która nie ma tej biblioteki, możesz ją pobrać z: [https://github.com/energia/Energia/tree/master/libraries/PubSubClient]E5. Szkic jest niewielką modyfikacją przykładu, który jest dostępny w: Plik > Przykłady > PubSubClient > MQTTBasicWiFiE6. Jedyne, co będziemy musieli zmodyfikować, to nasze informacje o "ssid" i "hasło" do naszego routera Wi-Fi. E7. Publiczny serwer MQTT użyty w szkicu to [https://mqtt.eclipse.org/]. Aby zmienić TOPIC, w którym publikuje nasz LaunchPad, zastąp ciąg własnym własnym w wywołaniu funkcji client.publish() w głównej pętli(). E8. Prześlij ten program do LaunchPad, klikając przycisk Prześlij. E9. Otwórz monitor szeregowy. Powinieneś zobaczyć napływające wartości czujników oraz komunikat „Publikuj pomyślnie!!”.

Krok 6: IBM Cloud

Teraz, gdy publikujemy dane z czujników światła, stwórzmy aplikację chmurową, która może subskrybować nasz LaunchPad i wizualizować dane z naszych czujników. Użyjemy Node-RED, który jest dostępny na platformie IBM Cloud jako jedna z aplikacji z zestawów startowych w katalogu. Co to jest Node-RED?Node-RED to narzędzie programistyczne do łączenia urządzeń sprzętowych, interfejsów API i usług online na nowe i ciekawe sposoby. Node-RED jest zbudowany na Node.js, w pełni wykorzystując jego oparty na zdarzeniach, nieblokujący model. Dzięki temu idealnie nadaje się do pracy na obrzeżach sieci na tanim sprzęcie, takim jak Raspberry Pi, a także w chmurze. C1. Załóż konto IBM Cloud, używając istniejącego identyfikatora IBMid lub tworząc nowy identyfikator IBMid. C2. Po zalogowaniu się do chmury IBM Cloud zostaniesz przeniesiony do Dashboard. C3. Kliknij kartę Katalog i wyszukaj aplikację Node-RED. C4. Kliknij przycisk Utwórz aplikację, aby kontynuować. Spowoduje to utworzenie nowej aplikacji opartej na chmurze. Może to potrwać kilka minut! C5. Po wdrożeniu aplikacji Node-RED otwórz listę zasobów IBM Cloud, wybierając menu paska bocznego, a następnie opcję Lista zasobów. Zobaczysz swoją nowo utworzoną aplikację Node-RED wymienioną w sekcji Aplikacje. C6. Kliknij wpis aplikacji Cloud Foundry, aby przejść do strony szczegółów wdrożonej aplikacji. Kliknij łącze Odwiedź adres URL aplikacji, aby uzyskać dostęp do aplikacji Node-RED Starter.

Krok 7: Aplikacja Node-RED

N1. Gdy po raz pierwszy otworzysz aplikację Node-RED, musisz ją skonfigurować i skonfigurować security. N2. Kliknij przycisk Przejdź do edytora przepływu Node-RED, aby otworzyć edytor. N3. Otworzy się edytor Node-RED z domyślnym przepływem. N4. Przeciągnij mqtt in block z palety Node-RED do pustego arkusza. N5. Kliknij dwukrotnie blok mqtt i edytuj właściwości z tymi samymi parametrami, które LaunchPad publikuje w:Server – mqtt.eclipse.org:1883Topic – EDUMKII_IOTOnce skonfigurowane, kliknij Gotowe. N6. Po okablowaniu pozostałych węzłów kliknij przycisk Wdróż w prawym górnym rogu. Spowoduje to uruchomienie aplikacji. N7. Kliknij zakładkę debugowania, aby w końcu zobaczyć wartości czujników z Twojego strumienia LaunchPad! N8. Kliknij łącze na karcie Układ pulpitu nawigacyjnego, aby wyświetlić wartości czujników w trybie wykresu i miernika. N9. Gratulujemy przejścia do ostatniego kroku! Możesz teraz wizualizować rzeczywiste dane z czujników w chmurze!!ReferencesMQTT. ORG[https://mqtt.org/] Energia – MQTT Tutorial [https://energia.nu/guide/tutorials/connectivity/tutorial_mqtt/] Węzeł -RED [https://nodered.org/] Działa w chmurze IBM [https://nodered.org/docs/getting-started/ibmcloud] Utwórz aplikację startową Node-RED [https://developer.ibm.com /komponenty/czerwony-węzeł/samouczki/jak-utworzyć-aplikację-węzła-czerwonego-startowego/]