Temperatur und Luftfeuchtigkeit mit ESP32-DHT22-MQTT-MySQL-PHP - Gunook

2024 Autor: John Day | [email protected]. Zuletzt bearbeitet: 2024-01-30 07:17

Meine Freundin wollte ein Gewächshaus, also habe ich ihr eines gemacht. Aber ich wollte einen Temperatur- und Feuchtigkeitssensor im Gewächshaus. Also googelte ich nach Beispielen und fing an zu experimentieren.

Meine Schlussfolgerung war, dass nicht alle Beispiele, die ich fand, genau das waren, was ich bauen wollte. Ich habe mir viele kleine Teile des Codes geholt und sie kombiniert. Es hat eine ganze Weile gedauert, bis ich meinen ersten funktionierenden Build fertiggestellt hatte, weil die Dokumentation der meisten Beispiele für mich zu schwer zu verstehen war oder sie einen Teil annahmen, den ich wissen sollte?? Aber ich wusste (noch) nichts

Deshalb baue ich dieses instructable. Ein Tutorial „von Anfang bis Ende“, das buchstäblich für jeden verständlich ist. (hoffe ich zumindest?)

Wie es funktioniert …

Das Endprodukt ist eine ESP32-CAM mit einem daran befestigten DHT22-Sensor, der von einem 18650-Akku mit Strom versorgt wird. Alle drei Minuten liest es die Temperatur und Luftfeuchtigkeit und sendet diese über WLAN an einen externen MQTT-Server und geht dann in den Ruhezustand (für drei Minuten), um bei Bedarf so wenig Batterie wie nötig zu verbrauchen

Auf einem Debian-Server (der auch ein Himbeer-Pi sein könnte, denke ich) habe ich Python3, einen MQTT-Server, einen MySQL-Server und einen Webserver

Das Python3-Skript läuft als Service und zählt immer dann, wenn es eine MQTT-Nachricht empfängt, die vorherige Anzahl der Einträge (Indexnummer) und erhöht diese um eins. Dann liest es die Werte der Temperatur und der Luftfeuchtigkeit aus der MQTT-Nachricht. Es prüft auf falsche Werte und sendet die Werte zusammen mit der neuen Indexnummer und dem aktuellen Datum und der aktuellen Uhrzeit, wenn die Werte korrekt sind, an einen MySQL-Server

Der Webserver verfügt über ein PHP-Skript, das die Werte vom MySQL-Server liest und daraus mithilfe von Google Charts eine schöne Grafik erstellt. (Beispiel)

Lieferungen

Die von mir verwendeten Teile sind folgende:

• ESP32-CAM (Der Grund, warum ich die Cam-Version verwendet habe, ist, dass sie einen externen Antennenanschluss hat. Es gibt wahrscheinlich auch andere ESP32, die Sie verwenden könnten)
• Externe Antenne

• AM2302 DHT22 Sensor (Dieser hat einen eingebauten Widerstand, sodass Sie nur drei Drähte benötigen)

  https://www.amazon.de/gp/product/B07CM2VLBK/ref=p…

• 18650 Batterieschild v3
• 18650-Akku (NCR18650B)
• Altes Micro-USB-Kabel (zum Verbinden des ESP32 mit dem Batterieschild)
• Einige kurze Überbrückungsdrähte

zusätzlich benötigt:

• USB-auf-TTL-Anschluss (Bild)

  https://www.amazon.de/FT232RL-Seriell-Unterst%C3%…

• Lötkolben
• 3D-Drucker (wird nur für Gehäuse benötigt)

Schritt 1: Laden Sie den Arduino-Code auf die ESP32-CAM hoch

Also fangen wir an!

Um den Arduino-Code auf die ESP32-CAM hochzuladen, müssen Sie den USBtoTTL-Anschluss gemäß den obigen Schaltplänen mit dem ESP32 verbinden.

Der Arduino-Code lautet:

/*Nur ein kleines Programm zum Auslesen der Temperatur und Luftfeuchtigkeit von einem DHT22-Sensor und

an MQTT weitergeben. B. Duijnhouwer 8. Juni 2020 */ #include #include #include #define wifi_ssid "***WIFI_SSID***" //wifi ssid #define wifi_password "***WIFI_PASSWORD***" //wifi Passwort #define mqtt_server "***SERVER_NAME***" // Servername oder IP #define mqtt_user "***MQTT_USER***" // Benutzername #define mqtt_password "***MQTT_PASSWORD***" // Passwort #define Thema "Glasshouse /dhtreadings" #define debug_topic "glasshouse/debug" //Thema zum Debuggen /* Definitionen für Deepsleep */ #define uS_TO_S_FACTOR 1000000 /* Umrechnungsfaktor für Mikrosekunden in Sekunden */ #define TIME_TO_SLEEP 180 /* Zeit, zu der ESP32 schlafen geht für 5 Minuten (in Sekunden) */ bool debug = true; // Log-Meldung anzeigen, wenn True #define DHT22_PIN 14 dht DHT; WiFiClient espClient; PubSubClient-Client (espClient); Zeichendaten[80]; Void setup () { Serial.begin (115200); setup_wifi(); // Verbinden mit dem Wifi-Netzwerk client.setServer (mqtt_server, 1883); // MQTT-Verbindung konfigurieren, ggf. Port ändern. if (!client.connected()) { reconnect(); } // DATEN LESEN int chk = DHT.read22 (DHT22_PIN); Schwimmer t = DHT. Temperatur; Schwimmer h = DHT. Feuchtigkeit; String dhtReadings = "{"temperature\":\"" + String(t) + "\", \"humidity\":\"" + String(h) + "\"}"; dhtReadings.toCharArray(Daten, (dhtReadings.length() + 1)); if (debug) {Serial.print ("Temperatur:"); Serial.print (t); Serial.print (" | Luftfeuchtigkeit: "); Serial.println (h); } // Werte in MQTT-Themen veröffentlichen client.publish(topic, data); // Veröffentlichen Sie Messwerte zum Thema (Glashaus/dhtreadings) if (debug) { Serial.println ("Messwerte an MQTT gesendet."); } esp_sleep_enable_timer_wakeup(TIME_TO_SLEEP * uS_TO_S_FACTOR); // Schlafen gehen Serial.println ("Setup ESP32 zum Schlafen für alle " + String (TIME_TO_SLEEP) + "Sekunden"); Serial.println ("Gehe jetzt normal schlafen."); esp_deep_sleep_start(); } // Verbindung zum WLAN einrichten void setup_wifi () { delay (20); Serial.println(); Serial.print ("Verbinden mit"); Serial.println (wifi_ssid); WiFi.begin(wifi_ssid, wifi_password); Während (WiFi.status () != WL_CONNECTED) { Verzögerung (100); Serial.print("."); } Serial.println(""); Serial.println ("WiFi ist OK"); Serial.print("=> ESP32 neue IP-Adresse ist:"); Serial.print (WiFi.localIP()); Serial.println(""); aufrechtzuerhalten. // Erneut eine Verbindung zum WLAN herstellen, wenn die Verbindung verloren geht void reconnect () { while (!client.connected ()) { Serial.print ("Verbindung mit MQTT-Broker …"); if (client.connect ("ESP32Client", mqtt_user, mqtt_password)) { Serial.println ("OK"); aufrechtzuerhalten. Else {Serial.print ("[Fehler] Nicht verbunden:"); Serial.print (client.state ()); Serial.println ("Warten Sie 5 Sekunden, bevor Sie es erneut versuchen."); Verzögerung (5000); } } } Leere Schleife () { }

Und vergessen Sie nicht, die Zugangsdaten durch Ihre eigenen Zugangsdaten zu ersetzen

Schritt 2: Verdrahten

Für die Stromversorgung habe ich ein altes USB-Kabel verwendet, von dem ich den USB-A-Stecker abgeschnitten habe. Das USB-Kabel hat vier Drähte, wir brauchen nur das schwarze und das rote.

Schließen Sie also alles gemäß dem obigen Zeitplan an.

Schritt 3: Python3-Skript

Das Python3-Skript geht an einen Ort, an dem es für den Root-Benutzer zugänglich ist.

Ich habe /root/scripts/glasshouse/glasshouse.py für dieses Skript verwendet. Der Inhalt des Python-Skripts ist:

# Python3-Skript zum Verbinden mit MQTT, Lesen von Werten und Schreiben in MySQL

# # B. Duijnhouwer # 8. Juni 2020 # # version: 1.0 # # import paho.mqtt.client als mqtt import json import pymysql pymysql.install_as_MySQLdb() import MySQLdb from datetime import datetime db= MySQLdb.connect("localhost", "glasshouse", "***MYSQL_USERNAME***", "***MYSQL_PASSWORD***") cursor=db.cursor()broker_address= "localhost" #Brokeradresse port = 1883 #Brokerport user = "** *MQTT_USERNAME***" #Connection username password = "***MQTT_PASSWORD***" #Connection password def on_connect(client, userdata, flags, rc): # Der Callback wenn sich der Client mit dem Broker verbindet print("Connected with result code {0}".format(str(rc))) # Ergebnis des Verbindungsversuchs ausgeben client.subscribe("glasshouse/dhtreadings/#") def on_message(client, userdata, msg): # Der Rückruf, wenn a Die PUBLISH-Nachricht wird vom Server empfangen. cursor.execute ("select * from sensordata") numrows = int (cursor.rowcount) newrow = numrows + 1 now = datetime.now() formatted_date = now.strftime('%Y-%m-%d %H:% M:%S') payload = json.loads(msg.payload.decode('utf-8')) print("Neue Zeile: "+str(newrow)) temperature = float(payload["temperature"]) Luftfeuchtigkeit = float(payload["humidity"]) print("Temperature: "+str(temperature)) print("Humidity: "+str(humidity)) print("DateTime: "+str(formatted_date)) if ((temperature > -20) und (temperature = 0) und (humidity <= 100)): cur = db.cursor() cur.execute("INSERT INTO glasshouse.sensordata (idx, Temperatur, Feuchtigkeit, Zeitstempel) VALUES ("+str (newrow)+", "+str(temperature)+", "+str(humidity)+", %s)", (formatted_date)) db.commit() print("in MySQL empfangene und importierte Daten") else: print("Daten haben Grenzwerte überschritten und werden NICHT in MySQL importiert") client = mqtt. Client("duijnhouwer-com-glasshouse-script") client.username_pw_set(user, password=password) client.on_connect = on_connect # Rückruffunktion definieren zum erfolgreiche Verbindung client.on_message = on_message # Callback-Funktion für den Empfang einer Nachricht definieren client.connect(broker_address, port=port) #connect to Broker client.loop_forever() # Netzwerk-Daemon starten

Vergessen Sie nicht, den MySQL-Benutzernamen und das Passwort und den MQTT-Benutzernamen und das MQTT-Passwort durch Ihre eigenen Zugangsdaten zu ersetzen

Sie können das Skript als Dienst ausführen lassen, indem Sie zwei Dateien erstellen.

Die erste ist „/etc/init/glasshouse.conf“mit folgendem Inhalt:

Start auf Runlevel [2345]

Stopp auf Runlevel [!2345] exec /root/scripts/glasshouse/glasshouse.py

Die zweite ist „/etc/systemd/system/multi-user.target.wants/glasshouse.service“mit folgendem Inhalt:

[Einheit]

Description=Glasshouse Monitoring Service After=multi-user.target [Service] Type=simple Restart=always RestartSec=1 ExecStart=/usr/bin/python3 /root/scripts/glasshouse/glasshouse.py [Install] WantedBy=multi-user. Ziel

Sie können dies mit dem folgenden Befehl als Dienst ausführen:

systemctl aktivieren Gewächshaus

und starten Sie es mit:

systemctl start glasshouse

Schritt 4: MySQL-Server

Sie müssen eine neue MySQL-Datenbank mit nur einer Tabelle erstellen.

Der Code zum Erstellen der Tabelle lautet:

CREATE TABLE `sensordata` (`idx` int(11) DEFAULT NULL, `temperature` float DEFAULT NULL, `humidity` float DEFAULT NULL, `timestamp` datetime DEFAULT NULL) ENGINE=InnoDB DEFAULT CHARSET=utf8;

Schritt 5: Webserver

Der Webserver hat zwei Dateien, die Datei index.php und eine Datei config.ini

Der Inhalt der Datei config.ini ist:

[Datenbank]

db_host = "localhost" db_name = "glasshouse" db_table = "sensordata" db_user = "***DATABASE_USER***" db_password = "***DATABASE_PASSWORD***"

Wobei Sie natürlich ***DATABASE_USER*** und ***DATABASE_PASSWORD*** durch Ihre eigenen Zugangsdaten ersetzen.

google.charts.load('current', {'packages':['corechart']}); google.charts.setOnLoadCallback(drawChart); function drawChart() { var data = google.visualization.arrayToDataTable([// ['Timestamp', 'Temperature', 'Humidity', 'Heat Index'], ['Timestamp', 'Temperature', 'Humidity'], query($sql); # Diese while - Schleife formatiert und setzt alle abgerufenen Daten in die Art ['timestamp', 'temperature', 'humidity'] while ($row = $result->fetch_assoc()) { $timestamp_rest = substr($row["timestamp"], 10, 6); echo "['".$timestamp_rest."', ".$row['temperature'].", ".$row['humidity']. "], "; // echo "['".$timestamp_rest."', ".$row['temperature'].", ".$row['humidity'].", ".$row['heatindex ']."], "; } ?>]); // Curved line var options = { title: 'Temperatur und Feuchtigkeit', curveType: 'function', legend: { position: 'bottom' }, hAxis: { slantedText:true, slantedTextAngle:45 } }; // Kurvendiagramm var chart = new google.visualization. LineChart(document.getElementById('curve_chart')); chart.draw (Daten, Optionen); } // Klammer aus drawChart beenden //

Schritt 6: 3D-gedrucktes Gehäuse

Für das Gehäuse habe ich zwei separate Gehäuse verwendet, eines für die ESP32-CAM und DHT22 zusammen und eines für das 18650 Batterieschild.

Schritt 7: Das Endergebnis

Das Endergebnis ist auch in den obigen Bildern zu sehen.

Und wenn der Akku leer ist, können Sie ihn mit einem Mini-USB-Kabel aufladen.