UbiDots-Свързване на ESP32 и публикуване на данни от множество сензори: 6 стъпки

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

ESP32 и ESP 8266 са много познати SoC в областта на IoT. Това е нещо като благодат за IoT проектите. ESP 32 е устройство с интегриран WiFi и BLE. Просто дайте вашите SSID, парола и IP конфигурации и интегрирайте нещата в облака. Тук, в тази инструкция, ще разгледаме някои от основните условия на IoT като IoT платформа, MQTT, Captive портали и т.н. Така че нека да преминем през него

• Архитектурата на IoT с много прости думи се състои от вградено устройство и IoT платформа за поставяне на устройството в облака. Тук използваме UbiDots IoT платформата за визуализиране на сензорните данни.
• Управлението на IP настройките и потребителските идентификационни данни може да бъде главоболие за потребителя. Ами ако потребителят иска да промени идентификационните данни за WiFi? Ами ако потребителят иска да смени настройките за DHCP/статичен IP? Мигането на ESP32 всеки път не е надеждно и дори не е решение на тези проблеми. Така че ще преминем през портала за задържане, за да запазим идентификационните данни за WiFi и други конфигурации.
• MQTT сега се превръща в много често срещан термин в света на IoT. той е надминал заявките и отговорите (HTTP) от Publish and Subscribe поради бързата, здрава и чиста архитектура.

Тук, в тази инструкция, ще демонстрираме.

• Предоставяне на идентификационни данни за WiFi и MQTT чрез Captive Portal.
• Публикуване и абониране на множество сензорни данни за UbiDots.
• Четене на данните от сензора от безжичните сензори за температура и влажност.
• Хостинг на уеб формуляр от ESP32.
• Четене и писане от SPIFFS ESP32.

Стъпка 1: Спецификация на хардуера и софтуера

• ESP32 WiFi/BLE
• Безжичен сензор за температура и влажност

Спецификация на софтуера

Arduino IDE

Стъпка 2: Създаване на портал за задържане

Порталът за задържане е уеб страница, която се показва на новосвързаните потребители, преди да им бъде предоставен по -широк достъп до мрежовите ресурси. Тук обслужваме три уеб страници за избор между DHCP и статични IP настройки. можем да определим IP адреса към ESP по два начина.

• DHCP IP адрес- това е начин за динамично присвояване на IP адреса на устройството. IP адресът на ESP по подразбиране е 192.168.4.1
• Статичният IP адрес- присвояване на постоянен IP адрес на нашето мрежово устройство. за да предоставим статичния IP на устройството, трябва да определим IP адреса, адреса на шлюза и маската на подмрежата.

Първата уеб страница се хоства на адрес 192.168.1.77. Тук на потребителя са предоставени радио бутони за избор между DHCP и статични IP настройки. На следващата уеб страница трябва да предоставим информация, свързана с IP, за да продължим по -нататък.

HTML код

HTML кодът за уеб страници може да бъде намерен в това хранилище на Github. Можете да използвате всеки IDE или текстов редактор като Sublime или notepad ++ за създаване на HTML уеб страници.

• Първо създайте HTML уеб страница, съдържаща два радио бутона, за да избирате между DHCP и статични IP настройки.
• Сега създайте бутона, за да изпратите отговора си
• Дайте някакво име на бутоните за избор.
• Класът на уеб сървъра на ESP ще вземе тези имена като аргументи и ще получи отговора на радио бутоните, използвайки тези аргументи
• Сега поставете бутон „ИЗПРАЩАНЕ“, за да изпратите отговора на устройството. В другите уеб страници имаме текстови полета.
• Дайте стойността на името и типа на въвеждане в текстовото поле и добавете бутон за изпращане, за да изпратите отговора „SUBMIT“.
• Създайте бутон „RESET“, за да нулирате съдържанието на текстовото поле.

Стъпка 3: Предоставяне на идентификационни данни за WiFi и UbiDots

Основният проблем възниква при управлението на идентификационните данни за WiFi. Въпреки че имаме WiFiMulti библиотека за това, където можем да дадем множество SSID и пароли на устройството и устройството ще се свърже с наличната мрежа. Но какво ще стане, ако наличната мрежа не е в списъка WiFiMulti. Мигането на устройството ESP32 през цялото време не е надеждно решение.

За да разрешим този проблем, ние хостваме уеб страница, където потребителят може да представи SSID и парола на наличната мрежа. Работи по следния начин.

• Уеб страницата се хоства на статичен IP или DHCP IP, избран от потребителя от портала за задържане
• Тази уеб страница съдържа текстови полета за въвеждане на SSID, парола и идентификационен номер на маркера на UBIDOTS за свързване на устройството към UbiDots.
• Въведете SSID и паролата на вашия локален WiFi в полетата за въвеждане, Въведете идентификационния номер на маркера на UbiDot и въведете SUBMIT
• Тези идентификационни данни се записват в EEPROM на ESP32
• След 60 секунди устройството автоматично ще се изключи от точката за достъп
• Следващия път, когато включите устройството, Потребителят не трябва да следва тази процедура, Устройството автоматично ще извлече идентификационните данни на потребителя от EEPROM и ще продължи да публикува показанията на сензора в UbiDots.

Стъпка 4: Публикуване на показанията на сензорите в UbiDots

Тук използваме безжични сензори за температура и влажност с устройството ESP 32, за да получим данните за температурата и влажността. Изпращаме данните към UbiDots, използвайки протокола MQTT. MQTT следва механизъм за публикуване и абониране, а не тази заявка и отговор. Той е по -бърз и надежден от HTTP. Това работи по следния начин.

• Ние използваме Task Scheduler за планиране на задачата като извличане на данни от сензори, публикуване на показанията на сензора, абониране за тема MQTT.
• Първо, включете заглавните файлове на Task Scheduler, негов екземпляр и планира задачите.
• Планирали сме две задачи, отнасящи се до две различни контролни операции.

#define _TASK_TIMEOUT#include

Планировчик ts;

// --------- Tasks ------------ // Task tSensor (4 * TASK_SECOND, TASK_FOREVER, & taskSensorCallback, & ts, false, NULL, & taskSensorDisable); Задача tWiFi (10* TASK_SECOND, TASK_FOREVER, & taskWiFiCallback, & ts, false, NULL, & taskWiFiDisable);

Задача 1 е за отчитане на стойността на сензора, тази задача се изпълнява за 1 секунда, докато достигне таймаут от 10 секунди

• Когато Task1 изтече, свързваме се с локален Wifi и MQTT брокер.
• Сега задача 2 е активирана и деактивираме задача 1
• Задача 2 е за публикуване на сензорните данни в UbiDots MQTT брокер Тази задача се изпълнява за 20 секунди, докато достигне таймаут от 20 секунди
• Когато Task2 изтече времето си, Task 1 се активира отново и Task2 е деактивиран. Тук отново получаваме актуализираната стойност и процесът продължава.

Четене на данните от сензора I2C

Получаваме 29-байтова рамка от безжичните сензори за температура и влажност. Тази рамка се манипулира, за да се получат данни за действителната температура и влажност

uint8_t данни [29];

данни [0] = Serial1.read (); забавяне (к); // chck за начален байт if (data [0] == 0x7E) {while (! Serial1.available ()); за (i = 1; i <29; i ++) {данни = Serial1.read (); забавяне (1); } if (data [15] == 0x7F) ///////, за да проверите дали получените данни са правилни {if (data [22] == 1) //////// уверете се, че типът на сензора е вярно {

влажност = ((((данни [24]) * 256) + данни [25]) /100.0); влажност /=10,0; cTempint = (((uint16_t) (данни [26]) << 8) | данни [27]); cTemp = (плаващ) cTempint /100.0; cTemp /= 10,0; fTemp = cTemp * 1.8 + 32; fTemp /= 10,0; батерия = произволна (100, 327); напрежение = батерия/100; nodeId = данни [16];}

Свързване към UbiDots MQTT API

Включете заглавния файл за процеса MQTT

#включва

дефинирайте други променливи за MQTT като име на клиент, адрес на брокер, идентификационен номер на маркера (Извличаме идентификационния номер на маркера от EEPROM)

#define MQTT_CLIENT_NAME "ClientVBShightime123"

char mqttBroker = "things.ubidots.com";

char полезен товар [100]; char тема [150];

// създаване на променлива за съхраняване на ID на токен

Низов tokenId;

Създайте променливи за съхраняване на различни сензорни данни и създайте променлива char за съхраняване на тема

#define VARIABLE_LABEL_TEMPF "tempF" // Задаване на етикета на променливата #define VARIABLE_LABEL_TEMPC "tempC" // Определяне на етикета на променливата #define VARIABLE_LABEL_BAT "bat" #дефиниране на VARIABLE_LABEL_HUMID "влажен" етикет

char topic1 [100]; char topic2 [100]; char topic3 [100];

публикуване на данните към споменатата тема за MQTT полезният товар ще изглежда като {"tempc": {стойност: "tempData"}}

sprintf (topic1, "%s", ""); sprintf (topic1, "%s%s", "/v1.6/devices/", DEVICE_LABEL); sprintf (полезен товар, "%s", ""); // Почиства полезния товар sprintf (полезен товар, "{"%s / ":", VARIABLE_LABEL_TEMPC); // Добавя стойността sprintf (полезен товар, "%s {" стойност / ":%s}", полезен товар, str_cTemp); // Добавя стойността sprintf (полезен товар, "%s}", полезен товар); // Затваря скобите на речника Serial.println (полезен товар); Serial.println (client.publish (topic1, полезен товар)? "Published": "notpublished");

// Направете същото и за друга тема

client.publish () публикува данните в UbiDots

Стъпка 5: Визуализиране на данните

• Отидете на Ubidots и влезте в профила си.
• Придвижете се до таблото за управление от раздела Данни, посочен в горната част.
• Сега щракнете върху иконата "+", за да добавите новите джаджи.
• Изберете приспособление от списъка и добавете променлива и устройства.
• Данните от сензора могат да се визуализират на таблото за управление, като се използват различни приспособления.

Стъпка 6: Общ код

Over кодът за HTML и ESP32 може да бъде намерен в това хранилище на GitHub.

Кредити

• ncd ESP32 пробивна платка.
• ncd Безжични сензори за температура и влажност.
• pubsubclient
• UbiDots
• Планировчик на задачи