IoT: Visualisierung von Lichtsensordaten mit Node-RED - Gunook

2024 Autor: John Day | [email protected]. Zuletzt bearbeitet: 2024-01-30 07:16

In dieser Anleitung erfahren Sie, wie Sie einen mit dem Internet verbundenen Sensor erstellen! Ich werde für diese Demo einen Umgebungslichtsensor (TI OPT3001) verwenden, aber jeder Sensor Ihrer Wahl (Temperatur, Feuchtigkeit, Potentiometer usw.) würde funktionieren. Die Sensorwerte werden über MQTT in einer Cloud-basierten Anwendung veröffentlicht. Es gibt viele Tutorials, die zeigen, wie Sie dies mit einem Arduino oder einem Raspberry Pi erreichen können. Wir führen diese Demo mit dem LaunchPad-Ökosystem von TI (Texas Instruments) durch.

Schritt 1: Sehen Sie sich das Video an

Schritt 2: Hardware

Verwendete Komponenten – TI MSP432 LaunchPad – 19,99 USD (US) [https://www.ti.com/tool/MSP-EXP432P401R] – SimpleLink Wi-Fi CC3100-Modul – 19,99 USD (US) [https://www.ti.com /tool/CC3100BOOST] - Educational BoosterPack MKII – 29,99 $ (US) [https://www.ti.com/tool/BOOSTXL-EDUMKII] F> Wenn Sie sich fragen, was ein Educational BoosterPack MKII ist??A> Es ist ein benutzerfreundliches Plug-in-Modul, das Ihnen verschiedene analoge und digitale Ein- und Ausgänge bietet, darunter einen analogen Joystick, Umgebungs- und Bewegungssensoren, RGB-LED, Mikrofon, Summer, Farb-LCD-Display und mehr.- Power Bank und Micro-USB-Kabelsensor - TI OPT3001 – Umgebungslichtsensor[https://www.ti.com/product/OPT3001]

Schritt 3: Hardware-Setup

Schließen Sie Ihr CC3100 Wi-Fi-Modul und das Educational BoosterPack MKII an Ihr LaunchPad an und schließen Sie dann Ihr LaunchPad an einen der USB-Anschlüsse Ihres Computers an.

Schritt 4: MQTT-Grundlagen

MQTT steht für Message Queuing Telemetry Transport. Es ist ein leichtgewichtiges Publish/Subscribe-Messaging-Protokoll. Es ist nützlich für die Verwendung mit Sensoren mit geringer Leistung, ist jedoch auf viele Szenarien anwendbar. Das Protokoll besteht aus 3 Hauptkomponenten: PUBLISHER, BROKER und SUBSCRIBER. PUBLISHER: Das MSP432 LaunchPad wird der PUBLISHER sein, da es Lichtsensordaten unter einem bestimmten Thema veröffentlicht. BROKER: Fungiert als einfache, gemeinsame Schnittstelle für alles, was verbunden werden soll zu. Es ist ein Server, der die Datenübertragung zwischen dem PUBLISHER und dem ABONNEMENT abwickelt. In diesem Beispiel verwenden wir einen öffentlich zugänglichen MQTT-Broker, der oft für Prototyping und Tests nützlich ist. Hier ist eine Liste öffentlicher Broker:[https://github.com/mqtt/mqtt.github.io/wiki/public_brokers]SUBSCRIBER: Um Daten zu abonnieren, die von einem PUBLISHER gesendet werden, muss der ABONNEMENT mit demselben BROKER verbunden sein und dasselbe Thema wie der PUBLISHER abonnieren. Wenn diese beiden Bedingungen erfüllt sind, kann der TEILNEHMER Nachrichten vom PUBLISHER empfangen. HINWEIS: Mit MQTT können mehrere Herausgeber und Abonnenten denselben Broker/ dasselbe Thema verwenden. Außerdem könnte ein einzelner Herausgeber Daten an mehr als einen Abonnenten senden.

Schritt 5: Energie

Energia ist eine Open-Source- und Community-gesteuerte integrierte Entwicklungsumgebung (IDE) und ein Software-Framework, das viele TI-Prozessoren unterstützt, hauptsächlich diejenigen, die im LaunchPad-Entwicklungsökosystem verfügbar sind. Herunterladen: [https://energia.nu/download/]

E1. Öffnen Sie die Energia IDE und wählen Sie den richtigen seriellen Port und das richtige Board aus, indem Sie zu: ToolsE2 navigieren. Energia wird mit vorinstallierten Beispielprogrammen für das Educational BoosterPack MKII geliefert. Um zu überprüfen, ob der Lichtsensor funktioniert, öffnen Sie den Beispielcode für OPT3001 und laden Sie ihn hoch, indem Sie auf Datei > Beispiele > EducationalBP_MKII > OPT3001_DemoE3 gehen. Wenn alles funktioniert, sollten die Lichtsensormesswerte in den Serial Monitor gestreamt werden. Variieren Sie die Belichtung, um zu sehen, wie sich die Sensorwerte ändern. E4. Die von mir derzeit verwendete Energia-Version (0101E0017) ist mit der Bibliothek für MQTT PubSubClient vorinstalliert. Wenn Sie eine Version von Energia verwenden, die nicht über diese Bibliothek verfügt, können Sie sie von: [https://github.com/energia/Energia/tree/master/libraries/PubSubClient]E5 herunterladen. Die Skizze ist eine leichte Modifikation des Beispiels, das verfügbar ist in: Datei > Beispiele > PubSubClient > MQTTBasicWiFiE6. Das einzige, was wir ändern müssen, sind unsere „ssid“- und „Passwort“-Informationen für unseren Wi-Fi-Router. E7. Der im Sketch verwendete öffentliche MQTT-Server ist [https://mqtt.eclipse.org/]. Um das THEMA zu ändern, zu dem unser LaunchPad veröffentlicht, ersetzen Sie den String durch Ihren eigenen im Funktionsaufruf client.publish() in der Hauptschleife(). E8. Laden Sie dieses Programm auf das LaunchPad hoch, indem Sie auf die Schaltfläche Hochladen klicken. E9. Öffnen Sie den seriellen Monitor. Sie sollten Sensorwerte einfließen sehen sowie „Veröffentlichen erfolgreich!!“.

Schritt 6: IBM Cloud

Jetzt, da wir Lichtsensordaten veröffentlichen, erstellen wir eine Cloud-seitige Anwendung, die unser LaunchPad abonnieren und unsere Sensordaten visualisieren kann. Wir werden Node-RED verwenden, das auf der IBM Cloud-Plattform als eine der Starterkit-Anwendungen im Katalog verfügbar ist. Was ist Node-RED?Node-RED ist ein Programmiertool zum Verbinden von Hardwaregeräten, APIs und Onlinediensten auf neue und interessante Weise. Node-RED basiert auf Node.js und nutzt das ereignisgesteuerte, nicht blockierende Modell voll aus. Damit lässt es sich ideal sowohl am Rand des Netzwerks auf kostengünstiger Hardware wie dem Raspberry Pi als auch in der Cloud betreiben. C1. Melden Sie sich für ein IBM Cloud-Konto an, indem Sie Ihre vorhandene IBMid verwenden oder eine neue IBMid. C2 erstellen. Sobald Sie sich bei IBM Cloud angemeldet haben, werden Sie zu Dashboard. C3 weitergeleitet. Klicken Sie auf die Registerkarte Katalog und suchen Sie nach Node-RED App. C4. Klicken Sie auf die Schaltfläche App erstellen, um fortzufahren. Dadurch wird Ihre neue Cloud-basierte Anwendung erstellt. Dies kann einige Minuten dauern! C5. Nachdem Sie Ihre Node-RED-Anwendung bereitgestellt haben, öffnen Sie Ihre IBM Cloud-Ressourcenliste, indem Sie das Seitenleistenmenü und dann Ressourcenliste auswählen. Ihre neu erstellte Node-RED-Anwendung wird im Abschnitt Apps aufgelistet. C6. Klicken Sie auf den Eintrag der Cloud Foundry-App, um zur Detailseite Ihrer bereitgestellten Anwendung zu gelangen. Klicken Sie auf den Link App-URL besuchen, um auf Ihre Node-RED Starter-Anwendung zuzugreifen.

Schritt 7: Node-RED-App

N1. Wenn Sie Ihre Node-RED-App zum ersten Mal öffnen, müssen Sie sie konfigurieren und security. N2 einrichten. Klicken Sie auf die Schaltfläche Zu Ihrem Node-RED-Flow-Editor wechseln, um den Editor zu öffnen. N3. Der Node-RED-Editor wird geöffnet und zeigt den Standardfluss an. N4. Ziehen Sie den mqtt in-Block aus der Node-RED-Palette in das leere Blatt. N5. Doppelklicken Sie auf den mqtt-Block und bearbeiten Sie die Eigenschaften mit denselben Parametern, die Ihr LaunchPad veröffentlicht auf: Server – mqtt.eclipse.org:1883Topic – EDUMKII_IOTOnce konfiguriert, klicken Sie auf Done. N6. Nachdem Sie die verbleibenden Knoten verdrahtet haben, klicken Sie oben rechts auf die Schaltfläche Bereitstellen. Dadurch wird Ihre Anwendung gestartet. N7. Klicken Sie auf die Registerkarte Debug, um endlich Sensorwerte von Ihrem LaunchPad-Streaming anzuzeigen! N8. Klicken Sie auf den Link auf der Registerkarte „Layout“des Dashboards, um die Sensorwerte im Diagramm- und Messmodus anzuzeigen. N9. Herzlichen Glückwunsch zum letzten Schritt! Sie können jetzt reale Sensordaten in der Cloud visualisieren!!ReferenzenMQTT. ORG[https://mqtt.org/] Energia – MQTT Tutorial [https://energia.nu/guide/tutorials/connectivity/tutorial_mqtt/] Node -RED [https://nodered.org/] Ausführung in der IBM Cloud [https://nodered.org/docs/getting-started/ibmcloud] Erstellen Sie eine Node-RED-Startanwendung [https://developer.ibm.com /components/node-red/tutorials/how-to-create-a-node-red-starter-application/]