IoT -ийн үндэс: Mongoose OS ашиглан IoT -гээ үүл рүү холбох: 5 алхам

2024 Зохиолч: John Day | [email protected]. Хамгийн сүүлд өөрчлөгдсөн: 2024-01-30 11:02

Хэрэв та интернэт, электроникийн чиглэлээр ажилладаг хүн бол ихэнхдээ IoT гэж товчилсон зүйлсийн интернет гэсэн ойлголттой тулгардаг бөгөөд энэ нь интернетэд холбогдох боломжтой төхөөрөмжүүдийг хэлдэг. Би өөрөө ийм хүн байсан болохоор ийм гайхалтай төхөөрөмжүүд надад хялбархан хүртээмжтэй байдгийг мэдээд маш их гайхсан. Жижигхэн тоног төхөөрөмжийг ашиглан төслүүдээ интернетэд холбож өгөх боломжтой болох тухай л бодож үзсэн бөгөөд энэ нь миний санаануудыг нээж өгөх олон тооны хаалганы талаар л бодох болно.

Гэхдээ IoT -ийг интернетэд холбогдоорой гэж хэлэх нь тавиур дээрээс худалдаж аваад асаахтай адил хялбар биш юм. Төхөөрөмжийг интернетэд холбохоос гадна бид зарим хэрэгтэй өгөгдлийг интернетэд оруулах шаардлагатай болно. Энэхүү зааварчилгаа нь дээр дурдсан зорилгодоо хүрэх процедурыг авч үзэх бөгөөд IoT-д шинээр суралцаж байгаа ахмад дайчдаас эхлээд туршлагын түвшний уншигчдад зориулагдсан болно.

Энэхүү зааварчилгааны жишээнд би ESP32 хөгжлийн самбарын дотоод температур мэдрэгчийн уншилтын графикийг хэрхэн яаж гаргахыг харуулах болно, энэ нь уншигчдад үйл явцын талаар сайн ойлголт өгөх ёстой.

Энэхүү зааварчилгаа нь ESP32 болон Mongoose OS -ийг ашигладаг боловч процедурыг бүх IoT болон програм хангамжид өргөтгөх боломжтой юм!

Хангамж

Энэхүү зааварчилгааг өөрөө хэрэгжүүлэхийн тулд танд хамгийн бага хэмжээний тоног төхөөрөмж хэрэгтэй бөгөөд эдгээр нь:

• Зүйлийн интернет (IoT): Би хямд ESP32 хөгжлийн самбарын клоныг ашигласан. Хэрэв та шинэ ESP32 хөгжлийн самбар худалдаж авахаар төлөвлөж байгаа бол DFRobot -ийн ESP32 самбарыг шалгах хэрэгтэй.
• Мэдээллийн кабель: Таны IoT анивчих гэх мэт кабелийг ашиглана уу.
• Батерей (заавал биш): Хэрэв та IoT -ээ удаан хугацаанд асаах гэж байгаа бол үүнийг худалдаж аваарай.
• Мини талхны самбар (заавал биш)

Уншигчдад намайг зүгээр л дуурайх биш харин энд юу хийж байгааг үнэхээр ойлгохын тулд ESP32 -оос өөр IoT ашиглахыг санал болгож байна. Надад итгээрэй, энэ үйл явцыг өөрийн оюун ухаанаа ашиглан бусад IoT дээр хэрэгжүүлэх нь танд таалагдах болно, жишээлбэл, ESP8266 бол сайн сонголт байх болно.

Алхам 1: MQTT -ийн танилцуулга

MQTT гэж юу вэ?

"MQTT нь зурвасын өргөн багатай төхөөрөмжүүдэд зориулагдсан энгийн зурвасын протокол юм. Тиймээс энэ нь Интернетийн зүйлүүдийн хувьд төгс шийдэл юм. MQTT нь гаралтыг хянах, мэдрэгчийн зангилаанаас өгөгдлийг унших, нийтлэх тушаал илгээх боломжийг олгодог. " (RandomNerdTutorials -ээс)

MQTT хэрхэн ажилладаг вэ?

Техникийн чиглэлээр ажиллахаасаа өмнө эхлээд өөрийнхөө бодит ертөнцийн талаар бодож үзье. Найзынхаа найзын эзэмшдэг картын цуглуулгыг сонирхож байна гэж бодъё, жишээ нь таны мэдэхгүй Лорел. Та картны цуглуулгад онцгой анхаарал хандуулдаг тул Томоос найзаасаа Лорел үүнийг зарах хүсэлтэй байгаа эсэхийг асуух болно. Ингэж байхдаа та Лорел худалдах хүсэлтэй байгаа бол картны цуглуулгыг өөрөө худалдаж авахыг Томоос хүсэх болно. Цаг хугацаа өнгөрөх тусам Том, Лорел хоёр харилцан ярилцаж, харилцан тохиролцсоны дагуу Лорел мөнгөнийхөө хариуд картныхаа цуглуулгыг Томд өгчээ. Энэ солилцооны дараа Том тантай дахин уулзах хүртэл картуудыг өөртөө хадгалдаг бөгөөд энэ нь эцэст нь танд картын цуглуулга өгөх болно. Бидний өдөр тутмын амьдралд хэвийн солилцоо ингэж явагддаг.

MQTT -ийн хувьд солилцоонд оролцдог үндсэн элементүүд нь нийтлэгч (Лорел), захиалагч (Та), брокер (Том) юм. Түүний ажлын урсгал нь дээр дурдсан бодит жишээтэй төстэй бөгөөд зөвхөн нэг том ялгааг эс тооцвол! MQTT -д солилцоог брокер эхлүүлдэг, өөрөөр хэлбэл Лорел картын цуглуулгаа зарах хүсэлтэй байгаагаа Том руу хамгийн түрүүнд мэдэгдэх болно. Хэрэв бид MQTT-ийн ажлыг бодит жишээнтэйгээ харьцуулж үзвэл дараах байдалтай байна.

1. Лорел Томд картын цуглуулгаа (өгөгдөл эсвэл ачаалал) зарахыг хүсч байгаагаа хэлээд картуудыг түүнд өгчээ.
2. Том эдгээр картуудыг өөртөө авч, карт цуглуулах саналд нээлттэй байна. Том бид хоёр уулзаж, тэр таныг карт сонирхож байгааг олж мэдэхэд (нэг сэдвийг захиалах). Дараа нь Том танд картуудыг өгдөг.

Бүх үйл явц нь брокероос хамаардаг бөгөөд захиалагч ба хэвлэн нийтлэгч хоёрын хооронд шууд харилцан үйлчлэл байдаггүй тул MQTT нь нийтлэгч болон захиалагч хоёуланг нь синхрончлох бэрхшээлийг арилгадаг. Завсрын брокер байгаа нь IoT болон микропроцессор гэх мэт нөөцийн хувьд хязгаарлагдмал төхөөрөмжүүдийн өгөөж юм. Учир нь тэдний дамжуулах хүчин чадал нь өгөгдөл дамжуулах хэвийн горимд хангалтгүй бөгөөд үүнд нэвтрэлт танилт, шифрлэлт гэх мэт нэмэлт зардал шаардагдах болно. MQTT нь хөнгөн жинтэй, олон хүнд түгээх гэх мэт бусад олон онцлог шинж чанартай бөгөөд энэ нь хязгаарлагдмал сүлжээ, үйлчлүүлэгчдэд тохиромжтой болгодог.

Алхам 2: IoT платформын танилцуулга

IoT платформ гэж юу вэ?

"Өндөр түвшинд Интернетийн зүйл (IoT) платформ нь захын техник хангамж, хандалтын цэгүүд, өгөгдлийн сүлжээг үнэ цэнийн сүлжээний бусад хэсгүүдтэй холбодог (ихэвчлэн эцсийн хэрэглэгчийн програмууд) дэмждэг програм хангамж юм. IoT платформууд ихэвчлэн Хэрэглэгчдэд хүрээлэн буй орчноо автоматжуулах боломжийг олгодог менежментийн байнгын даалгавар, өгөгдлийг дүрслэн харуулах. " (Link-Labs-аас)

Дүрмээр бол IoT платформ нь цуглуулсан өгөгдлийг төлөөлөх үүрэгтэй хэрэглэгч ба өгөгдөл цуглуулах агентуудын хоорондох хэрэгсэл болж ажилладаг.

Энэхүү зааварт бид ESP32 -ийн температурын заалтыг онлайнаар оруулахаар төлөвлөж байна. Манай ESP32 нь MQTT -ийн нийтлэгчээр ажиллах бөгөөд MQTT брокер нь бидний сонгосон IoT платформ болно. Манай төсөлд MQTT захиалагчийн үүрэг байхгүй гэдгийг анхаарна уу, учир нь өгөгдлийг платформ өөрөө төлөөлдөг. IoT платформ нь бидний нийтэлсэн өгөгдлийг хадгалах, энд график хэлбэрээр сайхан дүрслэх үүрэгтэй болно. Би Losant -ийг IoT платформ болгон ашиглах болно, учир нь үүнийг ашиглахад үнэ төлбөргүй бөгөөд өгөгдлийг илэрхийлэх сайн аргуудыг санал болгодог. IoT платформын бусад жишээ бол Google Cloud, Amazon AWS, Adafruit, Microsoft Azure гэх мэт. Уншигчид өөрсдийн сонгосон IoT платформын баримт бичигтэй танилцахыг зөвлөж байна.

Losant -ийг тохируулах:

1. Losant руу нэвтэрнэ үү
2. Төхөөрөмж үүсгэх (бие даасан төрөл)
3. Төхөөрөмжид хэдэн төрлийн өгөгдөл нэмнэ үү1. Нэр: температур, өгөгдлийн төрөл: тоо2. Нэр: офсет, өгөгдлийн төрөл: тоо3. Нэр: нэгж, Өгөгдлийн төрөл: String
4. Нэвтрэх түлхүүр үүсгээд төхөөрөмжийн ID болон нэвтрэх түлхүүрийг тэмдэглэнэ үү
5. График үүсгэх 1. Хяналтын самбар үүсгэх. Температурын хувьсагч болон үүсгэсэн төхөөрөмжийг ашиглан "Цагийн цуврал график" блокыг нэмнэ үү.

"Төхөөрөмжийн ID" нь төхөөрөмжийн өвөрмөц хурууны хээний үүргийг гүйцэтгэх зорилготой юм. Нэрээс нь харахад "нэвтрэх түлхүүрүүд" нь IoT -ийг төхөөрөмжийн таних тэмдгийн дор Losant -д нийтлэх боломжийг олгодог.

Алхам 3: MQTT Publisher -ийг бэлтгэ

Өгөгдлийг хүлээн авах, төлөөлөх IoT платформыг бэлтгэсэн бол бид өгөгдлийг цуглуулах, платформ руу илгээх үүрэгтэй MQTT хэвлэгчийг бэлтгэх шаардлагатай байна.

MQTT нийтлэгчийн бэлтгэл ажлын тойм дараах байдалтай байна

• Кодыг бичнэ үү: Хэвлэн нийтлэгчид (IoT) өгөгдөл хэрхэн цуглуулах, боловсруулах, IoT платформ руу илгээх заавар өгөх. Зааврыг ихэвчлэн код гэж нэрлэдэг хүн уншдаг өндөр түвшний програмчлалын хэл дээр бичсэн болно.
• Програм хангамжийг асаах: IoT нь анхнаасаа ямар ч хэл мэдэхгүй тул эдгээр зааврыг шууд ойлгодоггүй. Хүн ба машин хоёрын хоорондох энэхүү хэлний саадыг арилгахын тулд кодыг үндсэн IOT доторх санах ойн байршилд зориулагдсан арван зургаат эсвэл хоёртын утгуудын багц болгон боловсруулж, дараа нь IoT руу анивчдаг.

Энэхүү гарын авлагад би өөрийн ESP32 -ийг ашиглаж байгаа тул C болон JavaScript хоёуланг нь хүлээн авсан програмыг хүлээн авдаг Mongoose OS програм хангамжийг анивчих болно. JS -ийн нийцтэй байдлаас гадна Mongoose OS нь агаарын шинэчлэлт, програмаа онлайнаар тохируулах, төхөөрөмжүүдэд зориулсан тусгай хяналтын самбар (mDash) гэх мэт олон зүйлийг санал болгож байна.

Би энэ зааварт зориулж Mongoose OS-д зориулсан нээлттэй эхийн програмыг боловсруулсан. Энэ нь ESP32-ийн дотоод температурын уншилт дээр үндэслэн орчны температурын ойролцоо утгыг Losant (үнэгүй ашиглах IoT платформ) руу илгээх MQTT-ийг ашигладаг losant-temp-sensor нэртэй энгийн програм юм. Илүү сайн ойлгохын тулд програмын кодыг уншихыг зөвлөж байна. Энэхүү зааварчилгааны хувьд бид энэ програмыг анивчих болно.

Хэрэв та адал явдалт хүн бол ESP32-ийг Arduino болгон ашиглах боломжийг олгодог Arduino-ESP32 програм хангамжийн тусламжтайгаар ижил зорилгод хүрэхийг оролдож болно (WiFi боломжтой).

Mongoose OS -тэй анивчих аппликейшний товч тойм:

1. OS хэрэгслээ суулгах.

2. Хэрэгсэлийг нээгээд дараах тушаалуудыг ажиллуулна уу.

   1. Мос клон
   2. cos losant-temp-sensor
   3. mos build -платформ esp32
   4. мос флэш

Амжилттай анивчсаны дараа төхөөрөмжийг дахин асаахыг зөвшөөрөөд дараах тушаалуудыг гүйцэтгэнэ үү

1. mos wifi "таны wifi ssid" "таны wifi нууц үг" гэх мэт. Mos wifi "Гэр" "home@123"

2. mos тохируулсан температур.basis =

   temperatur.unit ="

   "жишээ нь. mos тохиргооноос тогтоосон температур. үндэс = 33 / температур.нэгж =" цельсийн"

3. mos тохиргоо хийсэн төхөөрөмж.id = mqtt.client_id = mqtt.user = mqtt.pass =

Эдгээр бүх алхмуудыг зөв хийсний дараа та ESP32 -тэй болж, температурын заалтыг 10 минут тутамд Лосант руу үе үе илгээдэг. Амжилттай хэвлэн нийтлэхийг дээрх видеон дээр үзүүлсэн шиг цэнхэр LED -ээр харуулав.

Алхам 4: Тайлбар

Хэрэв та өмнөх алхмуудыг зөв хуулбарлаж чадвал одоо та өрөөн доторх температурын чиг хандлагыг ажиглах боломжтой төсөлтэй болно. Би энэ зааварчилгааг чадах чинээгээрээ ерөнхийд нь хөтөлсөн тул та өөрийн IoT -ийг ашиглан бүх төрлийн өгөгдлийг цуглуулж, үүнээс ямар нэгэн ашигтай дүгнэлт гаргахыг оролдож болно. Энэ зааврыг зөв ойлгосон.

Миний хувьд IoT -ийн хамгийн сайн тал бол асар их хэмжээний өгөгдлийг цуглуулах боломжийг олгодог явдал юм. Энэ нь шинжлэх ухааны оюун санаанд үнэхээр нөлөөлдөг. Миний хувьд борооны үеэр өрөөн доторх температур буурч байгааг графикаасаа анзаарсан нь үнэхээр сэтгэл хангалуун, гэгээлэг байсан.

Losant-temp-sensor-апп нь ESP32-ийн гүн нойрны онцлогийг ашигладаг тул эрчим хүчний хэрэглээнд оновчтой болгосон тул та батерейны талаар санаа зоволгүй удаан хугацаагаар ашиглах боломжтой. Хөгжлийн самбар дээрх LED -ийг салгаснаар та эрчим хүчний үр ашгийг нэмэгдүүлэх боломжтой. Бүх тохиргооны одоогийн сугалааг дээр харуулав.

Энэхүү зааварчилгааны зорилго нь анхнаасаа л танд IoT ертөнцийн талаар танилцуулах явдал байв. Энэхүү зааварчилгааг дуусгасны дараа та бусад онлайн эх сурвалжуудаар дамжуулан улам бүр бэхжүүлж болох үндсийг сайн эзэмших болно.

Хэдийгээр та энэ үе шатанд нарийн төвөгтэй төслүүд хийх боломжгүй ч гэсэн хэрэв та хангалттай хүчтэй тоосго, тэдгээрийг нэгтгэх арга барилтай бол энгийнээс эхлээд ямар ч төсөөлж болох бүтцийг хийж чадна гэдгийг үргэлж санаж байх хэрэгтэй. цогцолбор руу. Үүний нэгэн адил үндсэн ойлголтуудыг сайн мэдэж, тэдгээрийг хэрхэн зөв хэрэглэхээ мэдэх нь олон тооны зөрчилдөөнийг даван туулах боломжийг танд олгоно. Тиймээс эхний алхамыг хийснийхээ төлөө нуруун дээрээ алгадаарай.

Алхам 5: Зээл ба дэмжлэг

Энэхүү зааварчилгаа нь зураг, жишээ нь. Миний биечлэн хийсэн MQTT солилцоог тайлбарласан зүйл. Эдгээр дүрслэлийг зөвхөн үнэгүй ашиглах боломжтой SVG багцуудын ачаар боломжтой болсон.

• Инфографик векторыг freepik бүтээсэн - www.freepik.com
• Оддын шугамаар үүсгэсэн инфографик вектор - www.freepik.com
• Хүмүүсийн векторыг pikisuperstar бүтээсэн - www.freepik.com
• Макровектороор бүтээсэн хийсвэр вектор - www.freepik.com
• Макровектороор бүтээсэн хийсвэр вектор - www.freepik.com
• Pikisuperstar -ийн бүтээсэн инфографик вектор - www.freepik.com

Энэхүү зааврыг DFRobot ивээн тэтгэсэн. DFRobot нь гайхалтай электроникийн цуглуулгатай тул үүнийг заавал үзээрэй.

Хэрэв танд энэхүү зааварчилгаа таалагдсан гэж бодож байгаа бөгөөд үүнээс илүү олон зааварчилгаа авахыг хүсч байвал та намайг Patreon дээр дэмжиж болно. Хэрэв та тийм хол явж чадахгүй бол эндээс Instructables дээрээс намайг дагаж болно.