Darba sākšana ar Amazon AWS IoT un ESP8266: 21 darbība

2024 Autors: John Day | [email protected]. Pēdējoreiz modificēts: 2024-01-30 10:54

Šis projekts parāda, kā ņemt ESP8266 moduli un savienot to tieši ar AWS IOT, izmantojot Mongoose OS. Mongoose OS ir atvērtā koda operētājsistēma mikrokontrolleriem, kas uzsver mākoņa savienojumu. To izstrādāja Dublinas iegultās programmatūras uzņēmums Cesanta, un projekta beigās jums vajadzētu būt iespējai izmērīt temperatūru un mitruma vērtības no DHT11 temperatūras sensora un publicēt to AWS IOT platformā

Šim projektam mums būs nepieciešams:

 uz ESP8266 balstīta NodeMCU plate

 DHT 11 temperatūras sensors

 Mongoose OS mirgošanas rīks

 USB kabelis NodeMCU plates savienošanai ar datoru

 Jumber vadi

 AWS konts, kuru plānojat izmantot

1. darbība: uz ESP8266 balstīta NodeMCU tāfele

ESP8266 ir mikrokontrollera nosaukums, ko izstrādājis Espressif Systems. ESP8266 pats par sevi ir Wi-Fi tīkla risinājums, kas piedāvā tiltu no esošā mikrokontrollera uz Wi-Fi, un spēj darbināt arī autonomas lietojumprogrammas. Šim modulim ir iebūvēts USB savienotājs un bagātīgs tapas. Izmantojot mikro USB kabeli, jūs varat savienot NodeMCU devkit ar savu klēpjdatoru un bez problēmām to mirgot, tāpat kā Arduino

Specifikācija

• Spriegums: 3.3V.

• Wi-Fi Direct (P2P), soft-AP.

• Pašreizējais patēriņš: 10uA ~ 170mA.

• Pievienojama zibatmiņa: maksimāli 16 MB (normāli 512K).

• Integrēta TCP/IP protokola kaudze.

• Procesors: Tensilica L106 32 bitu.

• Procesora ātrums: 80 ~ 160MHz.

• RAM: 32K + 80K.

• GPIO: 17 (multipleksēti ar citām funkcijām).

• Analogs - cipars: 1 ieeja ar 1024 soļu izšķirtspēju.

• +19,5 dBm izejas jauda 802.11b režīmā

• 802.11 atbalsts: b/g/n.

• Maksimālais vienlaicīgais TCP savienojums: 5

2. darbība: Pin diagramma

3. solis: DHT11 - mitruma un temperatūras sensors

DHT11 ir vienkāršs, lēts digitālais temperatūras un mitruma sensors. Tas izmanto kapacitatīvu mitruma sensoru un termistoru, lai izmērītu apkārtējo gaisu, un izspiež digitālo signālu uz datu tapas (nav vajadzīgas analogās ieejas tapas). Tas ir diezgan vienkārši lietojams, taču datu uztveršanai nepieciešams rūpīgs laiks. Vienīgais patiesais šī sensora mīnuss ir tas, ka jūs varat iegūt jaunus datus no tā tikai reizi 2 sekundēs

Iespējas

 Pilna temperatūras diapazona kompensācija

 Relatīvā mitruma un temperatūras mērīšana

 Kalibrēts digitālais signāls

 Izcila stabilitāte ilgtermiņā

 Papildu komponenti nav nepieciešami

 liels pārraides attālums

 zems enerģijas patēriņš

Komunikācijas process (viena stieples divvirzienu)

Interesanta lieta šajā modulī ir protokols, kas tiek izmantots datu pārsūtīšanai. Visi sensora rādījumi tiek nosūtīti, izmantojot vienu vadu kopni, kas samazina izmaksas un pagarina attālumu. Lai nosūtītu datus pa autobusu, jums ir jāapraksta datu pārsūtīšanas veids, lai raidītājs un uztvērējs varētu saprast viens otra teikto. To dara protokols. Tas apraksta datu pārsūtīšanas veidu. DHT-11 1 vadu datu kopne ar rezistoru tiek uzvilkta līdz VCC. Tātad, ja nekas nenotiek, kopnes spriegums ir vienāds ar VCC. Komunikācijas formātu var sadalīt trīs posmos

1) Pieprasīt

2) Atbilde

3) Datu nolasīšana

4. darbība. Ievads Mongoose OS

Mongoose OS ir atvērtā pirmkoda operētājsistēma mazām iegultām sistēmām. Tas ir paredzēts darbam tādās ierīcēs kā mikrokontrolleri, kuru atmiņa bieži ir ierobežota desmitiem kilobaitu, vienlaikus atklājot programmēšanas saskarni, kas nodrošina piekļuvi modernām API, kas parasti atrodamas jaudīgākās ierīcēs. Ierīcei, kurā darbojas operētājsistēma Mongoose, ir piekļuve operētājsistēmas funkcijām, piemēram, failu sistēmām un tīklošanai, kā arī augstāka līmeņa programmatūrai, piemēram, JavaScript dzinējam un mākoņa piekļuves API.

Mongoose OS mirgojošs rīks

Mirgojošs rīks tiek izmantots, lai zibspuldzētu Mongoose OS programmā ESP8266. Vispirms iegūstiet vienu no atbalstītajām plāksnēm, piemēram, ESP8266 NodeMCU, un pievienojiet to datoram, pēc tam rīkojieties šādi:

 Dodieties uz Mongoose OS lejupielādes tīmekļa lapu un lejupielādējiet rīku Mos. (Bet šajā projektā mēs izmantosim vecāku Mongoose OS versiju)

 Palaidiet Mos (Mongoose OS) iestatīšanas failu un izpildiet iestatīšanas vedni:

5. darbība. Mangustu iestatīšanas vednis

6. darbība: ierīces statuss - tiešsaistē

Pēc trīs darbību veikšanas jūs saņemsiet tālāk norādīto ziņojumu un ierīces statuss kļūs tiešsaistē. Tagad mūsu ESP8266 modulis spēj sazināties ar visām attālajām ierīcēm

7. darbība: nodrošiniet ierīci AWS IOT

Pirms mēs varam nosūtīt notikumus uz AWS, mums jāspēj izveidot drošu savienojumu ar AWS IOT. Lai to izdarītu, mums ir jānodrošina ESP ar AWS sertifikātiem. Mongoose OS iestatīšanas vednī izvēlieties izvēlni Device Config, pēc tam izvēlieties AWS atbilstošo AWS reģionu un AWS politiku. Noklikšķiniet uz pogas Nodrošināt ar AWS IOT. Ierīce tiks iestatīta ar pareizu informāciju, lai izveidotu savienojumu ar AWS pakalpojumu. Sertifikāti tiks instalēti automātiski.

Piezīme:

Lietotājs var izvēlēties atbilstošo AWS reģionu un AWS politiku. Mūsu scenārijā mēs izvēlējāmies AWS reģionu kā ap-dienvidaustrumu-1 un AWS politiku kā mos noklusējumu

Pēc AWS IOT nodrošināšanas ierīces pabeigšanas esp8266 Wi -Fi modulis tagad var sazināties ar AWS -IOT

8. darbība. Parauga koda ielāde NodeMCU panelī

Pēc Mongoose iestatīšanas vedņa palaišanas, noklikšķinot uz ierīces failu izvēlnes, ir fails ar nosaukumu init.js. Šī faila iekšpusē ir parauga kods. Ja noklikšķināsit uz pogas Saglabāt +Pārstartēt, parauga kods tiks ielādēts un produkciju var apskatīt no ierīču žurnāliem

9. darbība. Darba sākšana ar AWS kontu

Kas ir AWS?

Amazon Web Services (AWS) ir mākoņpakalpojumu sniedzējs no Amazon, kas sniedz pakalpojumus celtniecības bloku veidā, šos blokus var izmantot, lai izveidotu un izvietotu jebkura veida lietojumprogrammas mākonī. Šie pakalpojumi vai celtniecības bloki ir paredzēti darbam savā starpā, un to rezultātā tiek izstrādātas sarežģītas un ļoti pielāgojamas lietojumprogrammas.

Kā iestatīt?

Ir divi veidi, kā iestatīt AWS pakalpojumus

 Izmantojot komandrindas utilītu AWS CLI

 Izmantojot AWS GUI

10. darbība: AWS CLI komandrindas utilīta (pēc izvēles)

Vispirms mums jāinstalē AWS CLI. AWS CLI ir komandrindas rīks, kas nodrošina komandas mijiedarbībai ar AWS pakalpojumiem. Tas ļauj no termināļa izmantot AWS pārvaldības konsoles nodrošināto funkcionalitāti. Mongoose izmanto šo rīku, lai nodrošinātu IOT ierīci AWS IOT. AWS CLI ir nepieciešami jūsu akreditācijas dati, lai varētu izveidot savienojumu ar AWS. Lai iestatītu, palaidiet aws, konfigurējiet no komandrindas un ievadiet piekļuves informāciju (savus akreditācijas datus). Vienkāršiem vārdiem sakot, jūs varat piekļūt un pārvaldīt Amazon Web Services, izmantojot vienkāršu un intuitīvu tīmekļa lietotāja interfeisu. Ja jūs uztraucaties par piekļuvi dažām funkcijām, izmantojot mobilo tālruni, mobilā lietotne AWS Console ļauj ātri apskatīt resursus, atrodoties ceļā.

11. darbība. Amazon Web Services (GUI)

Pēc nodrošināšanas ar AWS mēs varam pieteikties AWS pārvaldības konsolē, cilnē Pakalpojumi mums ir dažādas kategorijas. Pirms sākam izpētīt šīs konsoles funkcijas, jums ir jāizveido konts AWS. Cilvēki, kuriem nav konta, var apmeklēt AWS vietni un izveidot bezmaksas kontu. Jums jāievada kredītkartes/debetkartes dati. AWS neiekasēs maksu no jums bezmaksas abonementa laikā, kamēr jūs izmantojat pakalpojumus atbilstoši noteiktajiem ierobežojumiem.

12. solis: AWS IOT Core

Pēc pieteikšanās jūs tiksit novirzīts uz nākamo lapu un zem lietu interneta atlasiet IOT kodolu

13. darbība: AWS IOT - monitors

Kad esat izvēlējies IOT kodolu, parādīsies iepriekš redzamā lapa, pēc tam atlasiet testa izvēlni

14. darbība: AWS IOT - abonementi

Pēc izvēlnes Pārbaude atlasīšanas jūs tiksit novirzīts uz abonementiem. Abonēšanas tēmā norādiet atbilstošo izmantoto tēmu un noklikšķiniet uz pogas Abonēt tēmu

15. darbība: noklusējuma ziņojuma publicēšana

Pēc tam jūs tiksit novirzīts uz iepriekš minēto lapu. Ja noklikšķināsit uz Publicēt tēmā, mums būs ziņojuma paraugs, kas šeit tiks parādīts pēc noklusējuma

Piezīme. Ja vēlaties rakstīt jaunu kodu un ielādēt NodeMCU kartē (mūsu rakstītais kods jāielādē ierīces failu pārvaldniekā> init.js failā, tad kodā jāiekļauj tēmas nosaukums. Pēc tēmas nosaukuma iekļaušanas, lai publicētu izvadi, abonementu sadaļā jāizmanto tas pats tēmas nosaukums

16. darbība. Pogas nospiestās informācijas publicēšana

17. solis: publicējiet temperatūras un mitruma vērtības AWS IOT platformā

18. solis: uzdevums

 Pievienojiet ķēdi, kā parādīts zemāk

 Zibspuldzējiet mangustu OS uz moduļa ESP8266

 Nodrošināt ierīci AWS IOT

 Ievietojiet programmēšanas kodu NodeMCU panelī

 Pārbaudiet izvadi ierīču žurnālos (skat. 9. attēlu)

 Piesakieties AWS kontā

 Atlasiet IOT kodola apakšizvēlni

 MQTT klienta sadaļā atlasiet opciju Pārbaudīt

 abonementos norādiet atbilstošo tēmu

 Noklikšķiniet uz pogas publicēt tēmā

 Pārliecinieties, ka ikreiz, kad nospiežat zibspuldzes pogu, tiek parādītas temperatūras, mitruma vērtības