Smart Home: 10 Schritte

2024 Autor: John Day | [email protected]. Zuletzt bearbeitet: 2024-01-30 07:20

Diese Smart Home-Anwendung schaltet das Licht ein, in diesem Fall die LED, wenn es dunkel ist und eine Bewegung erkannt wird. Es hilft, wenn der Bereich dunkel ist, sodass Benutzer den Schalter für die Lichter nicht finden müssen, was im Dunkeln schwierig sein kann.

Darüber hinaus kann diese Anwendung die Umgebungstemperatur und Luftfeuchtigkeit verfolgen. Wenn die Luftfeuchtigkeit hoch ist, kann es bald regnen. Dies ermöglicht es dem Benutzer, auf dem Laufenden zu bleiben und bereit zu sein, seine Wäsche, die nach draußen gestellt wird, zum Trocknen aufzubewahren, bevor es regnet.

Die Webschnittstelle verwendet IBMs Node Red, wo der Benutzer die LED steuern sowie von der Anwendung gesammelte Echtzeit- und historische Daten anzeigen kann.

Schritt 1: Setup-Übersicht

Nachdem Sie die Schritte in unserem Tutorial abgeschlossen haben, sollte Ihr Setup wie oben dargestellt aussehen.

Schritt 2: Hardwareanforderungen

• MCP3008 ADC x1
• Lichtabhängiger Widerstand x1
• DHT11-Sensor x1
• PIR-Sensor x1
• Leuchtdiode (LED) x1
• 10k Ω Widerstand x2
• 330 Ω Widerstand x1

Schritt 3: Komponenten anschließen

Verbinden der Teile Schritt für Schritt

Die oben gezeigten Abbildungen zeigen Schritt für Schritt, wie Sie alle erforderlichen Komponenten für diese Anwendung anschließen.

Abbildung 1: Anschließen von MCP3008 ADC & LDR

Bild 2: Anschließen des DHT11-Sensors

Bild 3: Anschließen des PIR-Sensors

Bild 4: LED anschließen

Schritt 4: Einrichten von Amazon Web Services (AWS)

1. Melden Sie sich bei AWS an und klicken Sie auf Services
2. IoT-Kern auswählen
3. Gehen Sie im Dashboard zu "Verwalten" und klicken Sie auf Dinge
4. Klicken Sie auf "Erstellen" *Hinweis: Wenn Sie noch kein Ding haben, klicken Sie auf "Ein Ding registrieren"
5. Klicken Sie auf "Ein einzelnes Ding erstellen"
6. Gib deinem Ding einen Namen und klicke auf "Weiter"
7. Klicken Sie im nächsten Bildschirm in der ersten Zeile auf „Zertifikat erstellen“

8. Stellen Sie sicher, dass Sie alle 3 Zertifikate einschließlich der Root-CA herunterladen

   Für root-ca gehen Sie zu diesem Link

   Klicken Sie mit der rechten Maustaste auf eine beliebige Stelle auf der Webseite und speichern Sie unter, geben Sie rootca.pem für den Dateinamen ein und für alle Dateien speichern unter alle Dateien, klicken Sie auf Speichern.

9. Aktivieren Sie Ihr Zertifikat und klicken Sie auf Fertig
10. Gehen Sie als Nächstes zu "Sicher" und klicken Sie auf Richtlinien
11. Erstellen Sie eine Richtlinie
12. Gehen Sie noch auf der Registerkarte "Sicher" zu Zertifikate
13. Gehen Sie zu dem soeben erstellten Zertifikat, klicken Sie auf die 3 Punkte und klicken Sie auf eine Richtlinie anhängen und wählen Sie die soeben erstellte Richtlinie aus und hängen Sie sie an.
14. Klicken Sie nun erneut auf die 3 Punkte und klicken Sie auf Anhängen eines Dings und wählen Sie das soeben erstellte Ding aus und hängen Sie es an.
15. Gehen Sie zurück zu dem Ding, das Sie erstellt haben, und klicken Sie in Verwalten->Dinge darauf.
16. Gehen Sie zur Interaktion, nehmen Sie jetzt den https-Link, dieser Link wird verwendet, um mit dem AWS-Broker zu interagieren.
17. Ihre aws ist jetzt einsatzbereit.

Schritt 5: Einrichten von IBM Bluemix

1. Melden Sie sich bei IBM bluemix an und gehen Sie zu

2. Geben Sie einen eindeutigen App- und Hostnamen ein. Sie können für beide Felder sp-yourstudentid auswählen und auf Erstellen klicken

3. Warten Sie, bis die App gestartet wird. Wenn Ihre App nicht startet, müssen Sie sie möglicherweise neu starten
4. Klicken Sie im Dashboard unter Cloud Foundry Services auf iotf-service und starten Sie die Watson IoT-Plattform
5. Beachten Sie die URL der Website für meinen Fall, sie lautet
6. Gehen Sie unter Geräte zuerst zu den Gerätetypen und klicken Sie auf Gerätetyp hinzufügen
7. Wählen Sie Typ als Gateway und geben Sie den Namen als gw-yourstudentid ein. Klicken Sie auf Weiter und dann auf Fertig
8. Gehen Sie nun zum Durchsuchen und fügen Sie das Gerät hinzu
9. Wählen Sie den neuen Gerätetyp aus, den Sie erstellt haben, und geben Sie gwid-yourstudentid als Geräte-ID ein und klicken Sie bis zur Sicherheit auf Weiter.
10. Geben Sie AUTHTOKEN-gw-yourstudentid für das Authentifizierungstoken ein, klicken Sie dann auf Weiter und dann auf Fertig.

11. Notieren Sie sich die Organisations-ID, den Gerätetyp, die Geräte-ID-Authentifizierungsmethode und das Authentifizierungstoken

12. Bluemix ist jetzt einsatzbereit

Schritt 6: Einrichten der IBM Cloudant NoSQL-Datenbank

Die IBM Cloudant NoSQL-Datenbank wird verwendet, um von Ihren Sensoren gesendete Daten zu speichern. In diesem Abschnitt erfahren Sie, wie Sie es einrichten.

1. Melden Sie sich bei IBM bluemix an und gehen Sie zu Konsole/Dashboard
2. Klicken Sie auf Cloudant-jy
3. Klicken Sie auf Cloudant-Dashboard starten
4. Als nächstes navigieren Sie zur Datenbank
5. Klicken Sie oben rechts auf Datenbank erstellen
6. Wir werden 4 Datenbanken erstellen, also müssen Sie den Schritt viermal wiederholen, die vier Datenbanknamen (Lichtsensor1, Lichtsensor2, Feuchtigkeitssensor1, Feuchtigkeitssensor2)
7. Danach können Sie Daten an die vier Datenbanken senden.

Schritt 7: Einrichten von Twilio für SMS-Benachrichtigungen

1. Melden Sie sich bei Twilio an, melden Sie sich bei Twilio an, wenn Sie dies nicht getan haben
2. Kopieren Sie Ihre Konto-SID und Ihr Auth-Token, die auf dem Konsolen-Dashboard angezeigt werden
3. Navigieren Sie zu Laufzeit-> API-Schlüssel und klicken Sie dann auf Neuen API-Schlüssel erstellen, und geben Sie einen beliebigen Namen für den Anzeigenamen ein
4. Klicken Sie auf API-Schlüssel erstellen
5. Achten Sie darauf, die sid und den geheimen Schlüssel zu notieren
6. Sie erhalten eine Zufallszahl, klicken Sie einfach auf diese Zahl auswählen
7. Achten Sie darauf, die Telefonnummer zu kopieren
8. Gehen Sie zu diesem Link https://www.twilio.com/console/sms/settings/geo-permissions, um Singapur im Bereich Geo-Standort hinzuzufügen.

Schritt 8: Raspberry Pi Node Red Flow

Starten Sie Node Red auf Ihrem Raspberry Pi

Knotenroter Start

Geben Sie die folgende URL in den Browser Ihres Computers ein.

x.x.x.x steht für die IP-Adresse Ihres Raspberry Pi.

x.x.x.x:1880

Wenn Sie sich auf der Node-Red-Webseite befinden, navigieren Sie über die Menüschaltfläche oben rechts zu Importieren > Zwischenablage.

Fügen Sie den folgenden Ablauf ein

[{"id":"201c473b.092328", "type":"tab", "label":"CA2"}, {"id":"58439df3.32af14", "type":"mqtt out", " z":"201c473b.092328", "name":"Lichtwerte senden", "topic":"sensoren/lightRoom2", "qos":"1", "retain":"", "broker":"15d3961c.c2373a", "x":835, "y":453, "wires":}, {"id":"492090f5.064b3", "type":"pimcp3008", "z":"201c473b. 092328", "name":"MCP3008", "pin":0, "dnum":0, "x":634.3333129882812, "y":453.3333435058594, "wires":

Ihr Node-Red-Flow sollte nach dem Importieren des obigen Codes abgeschlossen sein.

TLS-Konfiguration

Erstellen Sie nach Abschluss des Flows einen Ordner auf Ihrem eigenen Raspberry Pi. Legen Sie die AWS-Zertifikate, die Sie zuvor beim Einrichten von AWS heruntergeladen haben, in diesen Ordner ab.

Fahren Sie mit der Bearbeitung des MQTT-Broker-Knotens und der TLS-Konfiguration fort.

Kopieren Sie die entsprechenden Dateipfade auf Ihrem Pi für "Zertifikat", "Privater Schlüssel" und "CA-Zertifikat" und fügen Sie sie ein.

Sie können diesen Flow jetzt bereitstellen!

Schritt 9: IBM Node Red Dashboard

1. Greifen Sie auf Ihr IBM Node-Red zu
2. Navigieren Sie im Menü oben rechts zu "Paletten verwalten".
3. Installieren Sie den Node "node-red-dashboard"
4. Importieren Sie auf Ihrem IBM Node-Red den folgenden Ablauf aus der unter diesem Abschnitt angehängten Textdatei.
5. Bearbeiten Sie die TLS-Konfiguration für alle MQTT-Knoten und laden Sie die jeweiligen AWS-Zertifikate hoch, die Sie zuvor beim Einrichten von AWS heruntergeladen haben.
6. Fahren Sie fort, um auf "Bereitstellen" zu klicken
7. Sie können nun zum Dashboard gehen. Geben Sie in Ihrem eigenen Browser die folgende URL ein, wobei x die Route Ihres IBM Bluemix ist

x/ui

Schritt 10: Fertig

Herzliche Glückwünsche! Dies ist das Ende des Tutorials.

Bei den 2 bereitgestellten Node-Red-Flows sollte einer die Daten senden und der andere Ihnen ermöglichen, die Daten auf dem Dashboard anzuzeigen, wie oben in den Bildern zu sehen.