Połącz swoją roślinę z chmurą: 10 kroków

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

W naszym gabinecie jest kaktus, który nie cieszył się taką uwagą, na jaką zasługiwał. Ponieważ pracuję w firmie IT i chciałem poeksperymentować z LoRa, rozwiązaniami serverless i AWS, nazwałem naszego kaktusa Steeve i podłączyłem go do chmury. Możesz teraz monitorować Steeve'a z dowolnego miejsca na świecie, korzystając ze strony, którą dla niego stworzyłem: interfejsu WWW Steeve'a.

Kieszonkowe dzieci

1 kaktus / twoja ulubiona roślina

1 Arduino MKR WAN 1300 (sklep Arduino)

1 antena 868mHz/914mHz (w zależności od lokalizacji) (Amazon)

1 bramka LoRa, gdy nie jest w zasięgu jednej (Amazon)

2 baterie AA

1 czujnik TMP102 (Amazonka)

1 czujnik wilgotności gleby (Amazon)

Kable przewodzące (Amazon)

lutownica

Uchwyt baterii (Amazon)

Obudowa

opcjonalnie: drukarka 3D (jeśli możesz korzystać z drukarki 3d, nie potrzebujesz uchwytu na baterie ani etui)

Krok 1: Drukowanie obudowy (opcjonalnie)

Pobierz ten plik zip, rozpakuj go i wydrukuj pliki. Pliki są oznaczone potrzebną ilością towaru.

Zapraszam do dodania czegoś do pokrywki, tak jak ja.

Wydrukowałem je przy wysokości warstwy 0,2 mm i 15% wypełnienia.

Boxhook można przymocować za pomocą śrub m3.

Gdy pudełko jest wydrukowane, możesz użyć drutu, aby wykonać potrzebne połączenia na uchwycie baterii. Możesz użyć dostarczonego zdjęcia jako odniesienia.

Krok 2: Okablowanie

• Przed włączeniem arduino upewnij się, że antena jest podłączona, włączenie arduino bez anteny może spowodować uszkodzenie.
• Podłącz wszystko zgodnie z dostarczonym schematem elektrycznym.
• Jeśli lutujesz te przewody, upewnij się, że nie mostkujesz żadnych pinów na czujnikach lub arduino!

Krok 3: Utwórz aplikację w sieci Things

• Przejdź do https://www.thethingsnetwork.org/ i jeśli nie masz jeszcze konta, załóż je.
• Po założeniu konta i zalogowaniu się możesz przejść do konsoli (prawy górny róg, kliknij swoją nazwę użytkownika, a następnie na konsoli).
• Kliknij aplikacje.
• Po załadowaniu strony powinieneś być w stanie kliknąć „dodaj aplikację”.
• Wypełnij formularz i wybierz właściwy region na dole. Kliknij „dodaj aplikację”.
• Gratulacje, właśnie stworzyłeś aplikację w sieci Things. =D

Krok 4: Podłączanie Arduino do sieci Things

Aby zaprogramować arduino, radzę skorzystać z internetowego ide arduino, dzięki czemu ładowanie potrzebnej biblioteki jest bardzo łatwe.

• Otwórz swoją aplikację w sieci Things.
• Powinno być pole zatytułowane urządzenia, kliknij zarejestruj urządzenie.
• zobaczysz pole o nazwie Identyfikator urządzenia. to jest nazwa, którą chcesz nadać swojemu czujnikowi. Powinien być jeszcze jeden oznaczony jako Device EUI, jest to unikalny klucz, którego twój arduino używa do uwierzytelnienia się.
• Aby uzyskać ten klucz, musimy sflashować arduino konkretnym szkicem. Szkic można znaleźć tutaj. Ten szkic powinien działać i przez monitor szeregowy powinien wysłać eui. Skopiuj eui z monitora szeregowego do pola Device EUI w sieci Things.
• Kliknij zarejestruj się.
• Teraz zarejestrowaliśmy nasze arduino w chmurze. Czas zacząć wysyłać wiadomości.
• Powinieneś zostać przekierowany na stronę o nazwie Przegląd urządzeń. Tutaj możesz zobaczyć eui urządzenia, eui aplikacji i klucz aplikacji.
• Aby kontynuować, musimy sflashować ostateczny szkic do arduino. Szkic można znaleźć tutaj.
• Po otwarciu tego linku zobaczysz, że jest wiele kart. Otwórz zakładkę sekretów. Istnieją 2 klucze, które musisz przetworzyć z sieci Things do pliku tajnego.
• Po wypełnieniu tych kluczy możesz sflashować arduino. Rozpocznie wysyłanie danych do sieci rzeczy raz na godzinę.

• Jeśli wszystko poszło dobrze, powinieneś zobaczyć komunikaty pojawiające się w zakładce Dane w sieci rzeczy po zresetowaniu arduino (jedyny przycisk na płycie).

  • Jeśli w tym miejscu nie pojawiają się żadne dane, może to oznaczać, że nie znajdujesz się w zasięgu prawidłowej bramy LoRa. Możesz sprawdzić mapę ze wszystkimi dostępnymi bramkami na https://thethingsnetwork.org. Bramki jednokanałowe LoRa nie będą działać z zalecanym arduino.
  • Jeśli nie znajdujesz się w zasięgu bramki, możesz połączyć swoją własną bramę z siecią Things. Te bramy zwykle mają dość dobre samouczki, jak je połączyć. Poszukaj zalecanej bramy na liście zaopatrzenia.

Krok 5: Interpretacja danych w sieci rzeczy

• Aby uzyskać użyteczne dane z wiadomości w sieci rzeczy, musimy zdekodować strumień bajtów.
• W sieci rzeczy przejdź do swojej aplikacji.
• Powinna istnieć zakładka o nazwie „Formaty ładunku”, kliknij tę zakładkę.
• Obok siebie znajdują się 4 przyciski: „dekoder”, „konwerter”, „walidator”, „enkoder”.
• Kliknij na dekoder.
• Wklej tam następujący kod.

function Decoder(bytes, port) { // Dekoduj wiadomość uplink z bufora // (tablicy) bajtów do obiektu pól. var stringToDecode=bin2String(bajty); var res=stringToDecode.split(" "); var temp=res[1]; var moist= res[3]; var bat= res[5]; var dekodowane = {"temperatura":temp, "wilgotność":wilgotne, "bateria":bat}; zwrot dekodowany; } function bin2String(tablica) { var wynik = ""; for(var i = 0; i < array.length; ++i){ wynik+= (String.fromCharCode(array)); } zwróć wynik;}

• Kliknij Zapisz.
• Po zresetowaniu arduino i wyświetleniu karty danych powinieneś zobaczyć ładnie sformatowany obiekt json, który możesz łatwo odczytać.

Krok 6: Łączenie aplikacji z AWS

Będziemy używać AWS do przechowywania i wykorzystywania danych z sieci Things. Wszystkie zasoby, z których będziemy korzystać, są objęte bezpłatną warstwą AWS.

• Przejdź do AWS
• Zaloguj się lub utwórz konto.
• Aby połączyć swoją aplikację w sieci Things z AWS, polecam skorzystać z tego samouczka:
• Po ukończeniu tego samouczka przejdź w konsoli aws do segmentu IoT-Core.
• W lewym pasku menu znajduje się etykieta "Zarządzaj", kliknij to.
• Powinieneś teraz zobaczyć kartę z nazwą twojego czujnika.
• Ponownie w lewym pasku menu kliknij „Działaj”
• Jeśli jest karta oznaczona jako Sklep, dobrze jest iść.
• Jeśli nie, kliknij „Utwórz”.
• Wpisz nazwę „Sklep”.
• Możesz dodać opis, jeśli chcesz.
• Jako instrukcję zapytania wpisz następujący kod: SELECT dev_id, metadata.time, payload_fields.temperature, payload_fields.moisture, payload_fields.battery FROM 'cactus_network/devices/+/up'.
• W sekcji „Ustaw co najmniej jedną akcję” kliknij dodaj akcję.
• Wybierz „Podziel wiadomość na wiele kolumn tabeli DynamoDb (DynamoDBv2)”.
• Kliknij konfiguruj akcję
• Kliknij utwórz nowy zasób.
• Kliknij utwórz stół i nadaj swojej tabeli nazwę.
• Pod kluczem podstawowym wpisz „dev_id”.
• Kliknij dodaj klucz sortowania
• Wpisz „czas”.
• Kliknij Utwórz.
• Jeśli wszystko poszło dobrze, powinieneś wrócić na stronę konfiguracji akcji.
• W obszarze „Wybierz lub utwórz rolę, aby przyznać dostęp AWS IoT w celu wykonania tej akcji”, znajduje się nieco wyszarzony obszar.
• Kliknij Utwórz rolę i nadaj tej roli nazwę.
• Kliknij utwórz rolę.
• Kliknij dodaj akcję.
• Kliknij utwórz regułę.
• Powinieneś teraz mieć regułę, która automatycznie przechowuje wszystkie wiadomości przychodzące z sieci Things w DynamoDb.
• Możesz sprawdzić, czy to działa, resetując arduino i zajrzyj do właśnie utworzonej tabeli DynamoDb.
• Wiadomość powinna zawierać zapis.

Krok 7: Tworzenie lambda

Aby odczytać dane z DynamoDB, napiszemy lambdę AWS.

• W konsoli zarządzania AWS pod usługami znajduje się link oznaczony "Lambda", kliknij ten.
• Kliknij Utwórz funkcję.
• Wybierz nazwę.
• Ustaw środowisko uruchomieniowe na Pythona 3.7.
• Kliknij Utwórz funkcję.
• Wklej ten kod do zintegrowanego środowiska IDE.

importuj json

import boto3 import czas z datetime import datetime, timedelta z boto3.dynamodb.conditions import Key, Attr def lambda_handler(zdarzenie, kontekst): return retreive_data() def retreive_data(): # Pobierz zasób usługi. dynamodb = boto3.resource('dynamodb') table = dynamodb. Table('TUTAJ NAZWA TABELI') now = datetime.now() wczoraj = teraz - timedelta(hours=24) fe = Key('time').between(wczoraj.isoformat(), now.isoformat()) fed =Key('czas').lt(yesterday.isoformat()) response = table.scan(FilterExpression=fe) recordsToDelete=table.scan(FilterExpression=fed) for f in recordsToDelete['Items']: #print(f) table.delete_item(Key={'dev_id':f['dev_id'], 'time':f['time']}) data = response['Items '] zwróć dane

• Zmień nazwę tabeli na wybraną przez siebie.
• Przewiń w dół do roli wykonawczej.
• Kliknij utwórz nową rolę z szablonów zasad aws.
• Wybierz nazwę.
• W szablonach zasad wybierz „Uprawnienia do wiązki testowej” i „Uprawnienia prostego mikroserwisu”.
• Kliknij Zapisz.
• Kliknij test.
• Może pojawić się wyskakujące okienko, po prostu wybierz nazwę i zapisz.
• Kliknij test ponownie.
• U góry powinien znajdować się zielony baner z napisem „Wynik egzekucji: powiodło się”.
• Po kliknięciu tego banera powinieneś zobaczyć dane wyjściowe tej funkcji, powinna to być lista danych z czujników.
• Należy pamiętać, że ten skrypt usuwa wszystkie dane starsze niż 24 godziny.
• Jeśli twój baner nie jest zielony, ale czerwony, coś przeoczyłeś, a kliknięcie tego banera da ci pełny komunikat o błędzie. W tym przypadku google jest twoim najlepszym przyjacielem.

Krok 8: Tworzenie punktu końcowego API

• W konsoli zarządzania AWS pod usługami znajduje się link oznaczony "api-gateway", kliknij ten.
• Kliknij Utwórz interfejs API.
• Upewnij się, że wybrano „REST” i „Nowy interfejs API”.
• Wybierz nazwę dla swojego interfejsu API.
• Kliknij Utwórz interfejs API.
• Na ekranie powinien być teraz przycisk oznaczony akcjami, kliknij go.
• Następnie kliknij Utwórz zasób.
• Jako nazwę zasobu należy podać coś prostego, np. „roślina” lub „dane rośliny”.
• Kliknij Utwórz zasób.
• Po lewej stronie powinna być teraz wpisana nazwa. kliknij tę nazwę.
• Teraz kliknij ponownie akcje, a teraz kliknij dodaj metodę.
• Wybierz POBIERZ.
• Kliknij znacznik wyboru.
• Powinno tam być pole tekstowe o nazwie Funkcja Lambda.
• Wpisz tutaj nazwę, którą nadałeś funkcji lambda.
• Kliknij Zapisz.
• Może pojawić się wyskakujące okienko, które ostrzega, że tworzy dodatkowe uprawnienia.
• Zaakceptuj to wyskakujące okienko.
• Teraz pod akcjami kliknij włącz cors.
• Kliknij „włącz CORS i zastąp istniejące nagłówki CORS”.
• Kliknij „tak, …”.
• Kliknij ponownie akcje i kliknij Wdróż interfejs API.
• Na etapie wdrażania wybierz [Nowy etap].
• Wybierz nazwę.
• Kliknij Wdróż.
• Opublikowałeś swoje API online na całym świecie.
• Na ekranie, do którego dotarłeś, kliknij „POBIERZ” i właśnie utworzony zasób.
• Na górze powinien znajdować się link oznaczony „wywołaj adres URL”.
• Skopiuj ten link.
• Wklej go w przeglądarce i naciśnij Enter.
• Powinieneś zobaczyć dane znajdujące się w bazie danych.

Krok 9: Połącz swoją roślinę z Social Plant Network

• Przejdź do
• Kliknij "Zaloguj się".
• Kliknij Utwórz konto.
• Wypełnij formularz, aby utworzyć konto.
• Pamiętaj, że nazwa użytkownika musi być również Twoim adresem e-mail.
• Kliknij Utwórz konto.
• Być może będziesz musiał zweryfikować swój adres e-mail, zanim będziesz mógł kontynuować.
• Upewnij się, że jesteś zalogowany.
• Wróć do strony głównej (kliknij logo w lewym górnym rogu).
• Kliknij przycisk ustawień.
• Wypełnij formularz, powinieneś wypełnić wszystkie pola.
• Łącze do interfejsu API to łącze zapisane po utworzeniu punktu końcowego interfejsu API.
• Gdy wszystko zostanie wypełnione, kliknij przycisk Zapisz roślinę. system zweryfikuje teraz wprowadzony link api i jeśli jest poprawny, zapisze twoją instalację w sieci.
• Wróć na stronę główną.
• Możesz teraz kliknąć wszystkie rośliny, powinieneś być w stanie zobaczyć wszystkie zarejestrowane rośliny. twoja roślina również powinna tam być. kliknij kartę, a zostaniesz przeniesiony na stronę przeglądu swojego zakładu, a także wyświetli porady oparte na wartościach ustawionych w ustawieniach.

Krok 10: Oprzyj się i poklep się po plecach

Właśnie podłączyłeś zakład do internetu. Dość imponujące, prawda?