Първи стъпки с Amazon AWS IoT и ESP8266: 21 стъпки

2024 Автор: John Day | [email protected]. Последно модифициран: 2024-01-30 07:52

Този проект ви показва как да вземете модула ESP8266 и да го свържете директно към AWS IOT с помощта на Mongoose OS. Mongoose OS е операционна система с отворен код за микроконтролери, която подчертава облачната свързаност. Той е разработен от Cesanta, базирана в Дъблин компания за вграден софтуер и в края на проекта трябва да можете да измервате температурата и стойностите на влажност от температурния сензор DHT11 и да го публикувате на платформата AWS IOT

За този проект ще ни трябва:

 База NodeMCU, базирана на ESP8266

 DHT 11 температурен сензор

 Инструментът за мигане на Mongoose OS

 USB кабел за свързване на NodeMCU платката към компютъра

 Кабелни проводници

 AWS акаунт, който възнамерявате да използвате

Стъпка 1: База NodeMCU, базирана на ESP8266

ESP8266 е името на микроконтролер, проектиран от Espressif Systems. Самият ESP8266 е самостоятелно Wi-Fi мрежово решение, предлагащо като мост от съществуващ микроконтролер към Wi Fi и също така може да изпълнява самостоятелни приложения. Този модул се предлага с вграден USB конектор и богат асортимент от изводи. С микро USB кабел можете да свържете NodeMCU devkit към вашия лаптоп и да го мигате без никакви проблеми, точно като Arduino

Спецификация

• Напрежение: 3.3V.

• Wi-Fi Direct (P2P), soft-AP.

• Консумация на ток: 10uA ~ 170mA.

• Прикрепена флаш памет: максимум 16MB (512K нормално).

• Интегриран стек от протоколи TCP/IP.

• Процесор: Tensilica L106 32-битов.

• Скорост на процесора: 80 ~ 160MHz.

• RAM: 32K + 80K.

• GPIO: 17 (мултиплексирани с други функции).

• Аналогово -цифрово: 1 вход с разделителна способност 1024 стъпки.

• +19,5 dBm изходна мощност в режим 802.11b

• Поддръжка на 802.11: b/g/n.

• Максимум едновременни TCP връзки: 5

Стъпка 2: Пин диаграма

Стъпка 3: DHT11 - Сензор за влажност и температура

DHT11 е основен, евтин цифров сензор за температура и влажност. Той използва капацитивен сензор за влажност и термистор за измерване на околния въздух и изплюва цифров сигнал върху извода за данни (не са необходими аналогови входни щифтове). Той е сравнително лесен за използване, но изисква внимателно време за събиране на данни. Единственият реален недостатък на този сензор е, че можете да получавате нови данни от него само веднъж на 2 секунди

Характеристика

 Температурен компенсатор в целия диапазон

 Измерване на относителна влажност и температура

 Калибриран цифров сигнал

 Изключителна дългосрочна стабилност

 Не са необходими допълнителни компоненти

 Голямо разстояние на предаване

 Ниска консумация на енергия

Комуникационен процес (едножичен двупосочен)

Интересното в този модул е протоколът, който използва за прехвърляне на данни. Всички показания на сензора се изпращат чрез една жична шина, което намалява разходите и удължава разстоянието. За да изпращате данни по шина, трябва да опишете начина, по който ще се прехвърлят данните, така че предавателят и приемникът да могат да разберат какво си говорят. Това прави един протокол. Той описва начина на предаване на данните. На DHT-11 еднопроводната шина за данни се изтегля с резистор към VCC. Така че, ако нищо не се случи, напрежението в шината е равно на VCC. Комуникационният формат може да бъде разделен на три етапа

1) Искане

2) Отговор

3) Четене на данни

Стъпка 4: Въведение в Mongoose OS

Mongoose OS е операционна система с отворен код за малки вградени системи. Той е проектиран да работи на устройства като микроконтролери, които често са ограничени с памет от порядъка на десетки килобайта, като същевременно излага програмен интерфейс, който осигурява достъп до съвременни API, които обикновено се намират на по -мощни устройства. Устройството, работещо с Mongoose OS, има достъп до функционалността на операционната система, като файлови системи и мрежи, плюс софтуер от по-високо ниво, като например JavaScript двигател и API за достъп до облака.

Инструмент за мигане на Mongoose OS

Инструментът за мигане се използва за флашване на операционната система Mongoose в ESP8266. Първо вземете една от поддържаните платки, като ESP8266 NodeMCU, и я свържете към компютъра си, след което изпълнете следните стъпки:

 Придвижете се до уеб страницата за изтегляне на Mongoose OS и изтеглете инструмента Mos. (Но в този проект ще използваме по -старата версия на Mongoose OS)

 Стартирайте инсталационния файл на Mos (Mongoose OS) и следвайте съветника за настройка:

Стъпка 5: Съветникът за настройка на Mongoose

Стъпка 6: Състояние на устройството - Онлайн

След като изпълните трите стъпки, ще получите съобщението по -долу и състоянието на устройството става онлайн. Сега нашият ESP8266 модул може да комуникира с всякакви отдалечени устройства

Стъпка 7: Устройство за осигуряване на AWS IOT

Преди да можем да изпращаме събития до AWS, трябва да можем да направим защитена връзка с AWS IOT. За да направим това, трябва да предоставим на ESP сертификатите AWS. В съветника за настройка на Mongoose OS изберете менюто Device Config, след което изберете подходящия AWS регион и AWS политиката за вашата AWS среда. Щракнете върху бутона Предоставяне с AWS IOT. Устройството ще бъде настроено с правилната информация за свързване с услугата AWS. Сертификатите ще бъдат инсталирани автоматично.

Забележка:

Потребителят може да избере подходящия AWS регион и AWS политика. В нашия сценарий избрахме AWS регион като ap-southeast-1 и AWS политика като mos-default

След завършване на устройството за предоставяне на AWS IOT, сега Wi -Fi модулът esp8266 може да комуникира с AWS -IOT

Стъпка 8: Зареждане на примерния код в борда на NodeMCU

След като стартирате съветника за настройка на Mongoose, ако щракнете върху менюто с файлове на устройството, има файл, наречен init.js. В този файл има примерен код. Ако щракнете върху бутона Запазване +Рестартиране, примерният код ще бъде зареден и изходът може да се види от регистрационните файлове на устройството

Стъпка 9: Първи стъпки с акаунт в AWS

Какво е AWS?

Amazon Web Services (AWS) е доставчик на облачни услуги от Amazon, който предоставя услуги под формата на градивни елементи, тези градивни елементи могат да се използват за създаване и внедряване на всякакъв вид приложения в облака. Тези услуги или градивни елементи са проектирани да работят помежду си и водят до приложения, които са сложни и силно мащабируеми.

Как да настроя?

Има два начина за настройване на AWS услуги

 Използване на помощната програма за командния ред на AWS CLI

 Използване на AWS GUI

Стъпка 10: Помощна програма за командния ред на AWS CLI (по избор)

Първо трябва да инсталираме AWS CLI. AWS CLI е инструмент за командния ред, който предоставя команди за взаимодействие с услугите на AWS. Тя ви позволява да използвате функционалността, предоставена от AWS Management Console от терминала. Mongoose използва този инструмент за предоставяне на IOT устройството на AWS IOT. AWS CLI се нуждае от вашите идентификационни данни, за да може да се свърже с AWS. За да настроите run aws, конфигурирайте от командния ред и въведете данните си за достъп (вашите идентификационни данни). С прости думи, можете да получите достъп и да управлявате Amazon Web Services чрез прост и интуитивен уеб-базиран потребителски интерфейс. Ако притеснението ви е достъпът до някои функции чрез мобилен телефон, тогава мобилното приложение AWS Console ви позволява бързо да преглеждате ресурси в движение.

Стъпка 11: Уеб услуги на Amazon (GUI)

След предоставяне на AWS, можем да влезем в конзолата за управление на AWS, в раздела услуги имаме различни категории. Преди да започнем да проучваме функциите на тази конзола, трябва да създадете акаунт в AWS. За хора, които нямат акаунт, могат да посетят уебсайта на AWS и да създадат безплатен акаунт. Трябва да въведете данните за вашата кредитна/дебитна карта. AWS няма да ви таксува по време на вашия безплатен абонамент, стига да използвате услугите според посочените ограничения.

Стъпка 12: AWS IOT Core

След като влезете, ще бъдете насочени към следната страница и под Интернет на нещата изберете ядрото на IOT

Стъпка 13: AWS IOT - Монитор

След като изберете ядрото на IOT, ще се появи горната страница, след което изберете тестовото меню

Стъпка 14: AWS IOT - Абонаменти

След като изберете тестовото меню, ще бъдете насочени към абонаменти. В темата за абонамента посочете подходящата тема, която използвате и щракнете върху бутона Абониране за тема

Стъпка 15: Публикуване на съобщението по подразбиране

След това ще бъдете насочени към горната страница. Ако щракнете върху Публикуване в темата, ще имаме примерното съобщение, което ще се показва тук по подразбиране

Забележка: Ако искате да напишете нов код и да го заредите в платката NodeMCU (Кодът, който пишем, трябва да се зареди във файловия мениджър на устройството> init.js файл, тогава трябва да включите името на темата в кода. След като включите името на темата, трябва да използвате същото име на тема в секцията за абонаменти, за да публикувате резултата

Стъпка 16: Публикуване на информация с натискане на бутон

Стъпка 17: Публикувайте стойностите на температурата и влажността в платформата AWS IOT

Стъпка 18: Задача

 Свържете веригата, както е показано по -долу

 Мигайте операционната система mongoose на модула ESP8266

 Устройство за осигуряване на AWS IOT

 Заредете програмния код в платката NodeMCU

 Проверете изхода в регистрационните файлове на устройството (вижте фигура 9)

 Влезте в акаунта на AWS

 Изберете основното подменю на IOT

 Изберете опцията Тест от секцията MQTT клиент

 Посочете подходящата тема в абонаментите

 Щракнете върху бутона Публикуване в темата

 Уверете се, че когато натискате бутона на светкавицата, получавате като съобщения температурата, стойностите на влажност