اینترنت اشیا: تجسم داده های حسگر نور با استفاده از Node-RED: 7 مرحله

2024 نویسنده: John Day | [email protected]. آخرین اصلاح شده: 2024-01-30 08:53

در این مقاله آموزشی ، نحوه ایجاد حسگر متصل به اینترنت را خواهید آموخت! من از یک سنسور نور محیط (TI OPT3001) برای این نسخه ی نمایشی استفاده می کنم ، اما هر سنسور دلخواه شما (دما ، رطوبت ، پتانسیومتر و غیره) کار می کند. مقادیر حسگر در یک برنامه مبتنی بر ابر با استفاده از MQTT منتشر می شود. آموزش های زیادی وجود دارد که نشان می دهد چگونه می توانید با استفاده از Arduino یا Raspberry Pi به این هدف برسید. ما این نسخه ی نمایشی را با استفاده از اکوسیستم LaunchPad TI (Texas Instruments) انجام می دهیم.

مرحله 1: ویدیو را تماشا کنید

مرحله 2: سخت افزار

قطعات مورد استفاده- TI MSP432 LaunchPad- 19.99 دلار (ایالات متحده) [https://www.ti.com/tool/MSP-EXP432P401R]- SimpleLink Wi-Fi CC3100 Module- 19.99 دلار (ایالات متحده) [https://www.ti.com /tool/CC3100BOOST] - BoosterPack MKII - 29.99 دلار (ایالات متحده) [https://www.ti.com/tool/BOOSTXL-EDUMKII] س> اگر فکر می کنید BoosterPack MKII آموزشی چیست؟ A> این یک ماژول پلاگین آسان برای استفاده که ورودی و خروجی های مختلف آنالوگ و دیجیتال را در اختیار شما قرار می دهد از جمله جوی استیک آنالوگ ، سنسورهای محیطی و حرکت ، LED RGB ، میکروفون ، زنگ ، صفحه LCD رنگی و موارد دیگر.-پاور بانک و Micro USB CableSensor- TI OPT3001- سنسور نور محیط [https://www.ti.com/product/OPT3001]

مرحله 3: راه اندازی سخت افزار

ماژول Wi-Fi CC3100 و Educational BoosterPack MKII را به LaunchPad خود وصل کنید ، سپس LaunchPad خود را به یکی از پورت های USB کامپیوتر خود وصل کنید.

مرحله 4: اصول MQTT

MQTT مخفف Message Queuing Telemetry Transport است. این یک پروتکل پیام سبک برای انتشار/اشتراک است. برای استفاده با سنسورهای کم مصرف مفید است اما در بسیاری از سناریوها قابل استفاده است. پروتکل شامل 3 جزء اصلی است: PUBLISHER ، BROKER و SUBSCRIBER. ناشر: MSP432 LaunchPad PUBLISHER خواهد بود ، زیرا داده های حسگر نور را تحت یک موضوع خاص منتشر می کند. بروکر: به عنوان یک رابط ساده و مشترک برای اتصال همه چیز عمل می کند به. این سروری است که انتقال داده ها را بین PUBLISHER و SUBSCRIBER انجام می دهد. در این مثال ، ما از یک کارگزار MQTT در دسترس عموم استفاده می کنیم ، که اغلب برای نمونه سازی و آزمایش مفید است. در اینجا لیستی از کارگزاران عمومی وجود دارد: [https://github.com/mqtt/mqtt.github.io/wiki/public_brokers] SUBSCRIBER: برای عضویت در هر داده ای که توسط یک ناشر ارسال می شود ، مشترک باید به همان بروکر متصل شده و در موضوع مشابه ناشر مشترک باشد. در صورت برآورده شدن این دو شرط ، SUBSCRIBER قادر به دریافت پیام از ناشر خواهد بود. توجه: با MQTT ، چندین ناشر و مشترک می توانند از یک کارگزار/موضوع یکسان استفاده کنند. علاوه بر این ، یک ناشر می تواند داده ها را به بیش از یک مشترک ارسال کند.

مرحله 5: انرژی

Energia یک منبع توسعه باز و محیط توسعه یکپارچه (IDE) و نرم افزار است که از بسیاری از پردازنده های TI ، در درجه اول در اکوسیستم توسعه LaunchPad پشتیبانی می کند. بارگیری: [https://energia.nu/download/]

E1 Energia IDE را باز کرده و با حرکت به: ToolsE2 ، Portal and Board درست را انتخاب کنید. Energia با برنامه های نمونه برای Educational BoosterPack MKII از پیش بارگذاری شده است. برای اطمینان از کارکردن سنسور نور ، کد نمونه OPT3001 را باز کرده و بارگذاری کنید و به آدرس: File> Examples> EducationalBP_MKII> OPT3001_DemoE3 بروید. اگر همه چیز در حال کار است ، خوانش های سنسور نور باید در مانیتور سریال پخش شوند. تغییر نوردهی را مشاهده کنید تا مقادیر سنسور تغییر کند. E4. نسخه Energia (0101E0017) که من در حال حاضر از آن استفاده می کنم ، پیش از این با کتابخانه MQTT PubSubClient بارگیری شده است. اگر از نسخه Energia استفاده می کنید که این کتابخانه را ندارد ، می توانید آن را از آدرس زیر دریافت کنید: [https://github.com/energia/Energia/tree/master/libraries/PubSubClient]E5. این طرح اصلاح جزئی از نمونه موجود در: File> Examples> PubSubClient> MQTTBasicWiFiE6 است. تنها چیزی که باید تغییر دهیم اطلاعات "ssid" و "password" ما برای روتر Wi-Fi است. E7 سرور عمومی MQTT که در طرح استفاده می شود [https://mqtt.eclipse.org/] است. برای تغییر موضوعی که LaunchPad ما در آن منتشر می کند ، رشته مورد نظر خود را در client.publish () تابع در حلقه اصلی () جایگزین کنید. E8 با کلیک روی دکمه Upload این برنامه را در LaunchPad بارگذاری کنید. E9. Serial Monitor را باز کنید. شما باید مقادیر حسگر و همچنین "انتشار موفق !!" را مشاهده کنید.

مرحله 6: IBM Cloud

اکنون که داده های حسگر نور را منتشر می کنیم ، بیایید یک برنامه سمت ابر ایجاد کنیم که بتواند در LaunchPad ما مشترک شود و داده های حسگر ما را تجسم کند. ما از Node-RED ، که در بستر IBM Cloud در دسترس است ، به عنوان یکی از برنامه های کاربردی Starter در فهرست استفاده خواهیم کرد. Node-RED چیست؟ Node-RED یک ابزار برنامه نویسی برای سیم کشی دستگاه های سخت افزاری ، API ها و خدمات آنلاین است به روشهای جدید و جالب Node-RED بر اساس Node.js ساخته شده است و از مدل رویداد محور و بدون انسداد آن نهایت استفاده را می برد. این امر باعث می شود که در حاشیه شبکه با سخت افزارهای کم هزینه مانند Raspberry Pi و همچنین در ابر اجرا شود. C1 با استفاده از IBMid موجود خود یا ایجاد یک IBMid. C2 جدید ، برای یک حساب IBM Cloud ثبت نام کنید. هنگامی که وارد IBM Cloud شدید ، به داشبورد خود منتقل خواهید شد. C3. روی برگه Catalog کلیک کنید و Node-RED App را جستجو کنید. C4 برای ادامه روی دکمه ایجاد برنامه کلیک کنید. با این کار برنامه جدید مبتنی بر ابر شما ایجاد می شود. تکمیل این کار ممکن است چند دقیقه طول بکشد! C5 اکنون که برنامه Node-RED خود را مستقر کرده اید ، لیست منابع IBM Cloud Resource خود را با انتخاب منوی نوار کناری و سپس انتخاب فهرست منابع باز کنید. شما برنامه جدید ایجاد شده Node-RED خود را در بخش برنامه ها مشاهده خواهید کرد. C6. برای ورود به صفحه جزئیات برنامه کاربردی خود ، روی ورودی برنامه Cloud Foundry کلیک کنید. برای دسترسی به برنامه Node-RED Starter خود روی پیوند Visit App URL کلیک کنید.

مرحله 7: برنامه Node-RED

N1 اولین باری که برنامه Node-RED خود را باز می کنید ، باید آن را پیکربندی کرده و امنیت را تنظیم کنید. N2. روی دکمه Go to your Node-RED flow editor کلیک کنید تا ویرایشگر باز شود. N3 ویرایشگر Node-RED باز می شود که جریان پیش فرض را نشان می دهد. N4 mqtt موجود در بلوک را از پالت Node-RED به ورق خالی بکشید. N5 روی بلوک mqtt دوبار کلیک کنید و ویژگی ها را با پارامترهای مشابهی که LaunchPad شما در آن منتشر می کند ، ویرایش کنید: Server-mqtt.eclipse.org:1883 موضوع-EDUMKII_IOT پس از پیکربندی ، روی Done. N6 کلیک کنید. پس از سیم کشی بقیه گره ها ، روی دکمه استقرار در بالا سمت راست کلیک کنید. این باعث می شود برنامه شما شروع به کار کند. N7. روی برگه اشکال زدایی کلیک کنید تا سرانجام مقادیر حسگر را از جریان LaunchPad خود مشاهده کنید! N8 روی پیوند در برگه Layout داشبورد کلیک کنید تا مقادیر حسگر را در حالت نمودار و اندازه گیری مشاهده کنید. N9. تبریک می گویم که به آخرین مرحله رسیدید! اکنون می توانید داده های حسگر واقعی را در ابر تجسم کنید !! ReferencesMQTT. ORG [https://mqtt.org/] Energia-MQTT Tutorial [https://energia.nu/guide/tutorials/connectivity/tutorial_mqtt/] Node -RED [https://nodered.org/] در حال اجرا بر روی IBM Cloud [https://nodered.org/docs/getting-started/ibmcloud] ایجاد یک برنامه شروع کننده Node-RED [https://developer.ibm.com /components/node-red/tutorials/نحوه-ایجاد-یک-node-red-starter-application/]