Tālvadības pults un foto novērošana, izmantojot MQTT: 8 soļi

2024 Autors: John Day | [email protected]. Pēdējoreiz modificēts: 2024-01-30 10:56

Sveiki.

Šodien es gribētu runāt par to, kā izveidot tālvadības pulti un uzraudzības sistēmu, ko var izmantot, piemēram, garāžas durvju, apgaismojuma, apkures, spiediena kontroles, temperatūras un daudzu citu parametru vadīšanai. Bet šīs sistēmas galvenā iezīme ir tā, ka jūs varat attālināti saņemt fotoattēlus no attāla objekta. Pirms sākat stāstu, īss priekšvārds. Kad es gribēju izveidot foto novērošanas sistēmu, izmantojot saderīgu Arduino M0-SD plati, VC0706 kameru un 3G/GPRS/GSM/GPS vairogu Arduino. Ar Arduino M0 -SD saderīgā plate tika izvēlēta no nosacījumiem, ka to ir ļoti viegli programmēt (tāpat kā Arduino UNO), darba spriegums ir 3,3 V - tas ir ļoti ērti darbam ar VC0706 kameru, liels ROM apjoms un RAM, vairāki porti UART, atsevišķs USB virtuālais ports, taču galvenā priekšrocība ir micro SD savienotāja klātbūtne tieši uz tāfeles (Ir ļoti ērti uzglabāt lielu datu apjomu, piemēram, attēlus).

3G/GPRS/GSM/GPS vairogs Arduino ir ļoti ērts lietošanai kopā ar saderīgu Arduino M0-SD plati. Internetā ir vairākas bibliotēkas, kā arī daudzi piemēri darbam ar šo vairogu. Datu pārsūtīšanas ātrums (3G) ir daudz lielāks nekā parastajiem GPRS vairogiem (īpaši ērts attēlu pārsūtīšanai). GPS moduļa pieejamība ir papildu priekšrocība.

Es izvēlējos mobilo sakaru operatora zemo izmaksu tarifu datu (fotoattēlu) pārsūtīšanai internetā. Bet radās jautājums: kā pārsūtīt datus? MMS? FTP? Kā saņemt paziņojumu par datu (foto) saņemšanu? Tā rezultātā es pieņēmu lēmumu nosūtīt datus (fotoattēlus) uz e-pastu un apskatīt vēstules, izmantojot mobilajā tālrunī instalēto lietojumprogrammu. Tas izrādījās ļoti ērti!:-) Gatavo projektu var apskatīt šajā saitē.

Ir arī līdzīgs projekts Arduino UNO ar atsauci.

Tad es nolēmu paplašināt savas ierīces funkcionalitāti. Piemēram, pievienojiet iespēju kontrolēt gaismas diodes (lai gan patiesībā iespējas ir daudz plašākas). E-pasts tam nav īpaši piemērots. SMS iespēja ir dārga un neērta. Un tad es uzzināju par MQTT. Es neaprakstīšu, kas viņš ir. Ļaujiet man teikt: šī ir patiešām forša lieta!:-) Ar MQTT palīdzību jūs varat apmainīties ne tikai ar ziņojumiem, bet arī ar bināriem failiem (attēliem). Tālruņa lietojumprogrammā varat viegli izveidot savu saskarni.

Es meklēju piemērus sava 3G/GPRS/GSM/GPS vairoga (SIM5320) MQTT protokola ieviešanai un diemžēl neatradu vajadzīgo ieviešanu. Bet tas mani neatstāja vienu. Es nolēmu patstāvīgi ieviest nepieciešamo funkcionalitāti. Tā rezultātā man izdevās izveidot ierīci, kas tiek kontrolēta (norādīta ar trim gaismas diodēm), izmantojot MQTT, no mobilajā tālrunī instalētas lietojumprogrammas, kā arī nosūta fotoattēlu uz tālruni pēc komandas. (Es jums pastāstīšu noslēpumu, ka iepriekš neesmu redzējis nevienu piemēru, kā nosūtīt attēlus caur MQTT brokeri, un to darīju pirmo reizi. Un, kad man izdevās pārsūtīt pirmo attēlu, es biju ārkārtīgi laimīgs!:-)) Un tāpēc es ierosinu doties tieši uz pirmo soli - nepieciešamo komponentu sarakstu.

1. darbība: komponentu saraksts

Mums ir vajadzīgas šādas sastāvdaļas:

1) Saderīgs ar Arduino M0-SD.

2) TTL kamera VC0706.

3) 3G/GPRS/GSM/GPS vairogs Arduino.

4) Sarkanas, zaļas, dzeltenas gaismas diodes, 3 rezistori (100–500 omi), vadi, tapas leņķa savienotājs ar 2,54 mm soli.

5) AC-DC strāvas adapteris (6V 1A), 3G antena utt.

2. darbība: kameras sagatavošana

Kamerai ir RS-232 izeja tiešam savienojumam ar datoru. Ir nepieciešams noņemt MAX232 (RS-232 pārveidotāju) un aizvērt kontaktu paliktņus starp atbilstošajām tapām 7-10 (TX), 8-9 (RX).

Kamerai pievienotais sešu vadu kabelis ir nedaudz jāpārveido:

• Noņemiet divus vadus no savienotāja.
• Pārkārtojiet sarkanos (+ 5V) un melnos (GND) vadus, kā parādīts attēlā.

Uz kailiem vadu galiem jābūt pielodētiem padomiem, piemēram, "sieviete".

3. darbība: saderīga Arduino M0-SD sagatavošana

Kā jau minēts, saderīgais Arduino M0-SD ir aparatūra un programmatūra, kas ir saderīga ar oriģinālo Arduino M0, taču tajā ir arī iebūvēts microSD savienotājs atmiņas kartes pievienošanai.

Lai savienotu kameru ar saderīgo Arduino M0-SD uz tāfeles, ir nepieciešams pielodēt leņķisko savienotāju ar spailēm TXD, RXD (savienotājs X6), kā parādīts attēlā. Šī osta atbilst sērijai.

Baltie (Camera RX) un dzeltenie (Camera TX) vadi no kameras ir attiecīgi jāpievieno TXD un RXD (X6 savienotājs) spailēm, kā parādīts attēlā.

4. solis: 3G/GPRS/GSM/GPS vairoga SIM5320 sagatavošana

Pirms SIM kartes ievietošanas slotā ir jāatspējo PIN koda pieprasījums. Pēc tam ievietojiet SIM karti slotā plāksnes apakšējā pusē, kā parādīts attēlā. Divi džemperi jāuzstāda pozīcijā RX-1 (D1), TX-0 (D0).

5. solis: Aparatūras montāža

Aparatūras montāža sastāv no vairākām vienkāršām darbībām:

• Lai kontrolētu gaismas diodes, vispirms jāpielodē neliela izmēra gaismas diodes un strāvas ierobežošanas rezistori (100-500 omi), kā parādīts attēlā. Pievērsiet uzmanību gaismas diožu polaritātei - anodam jābūt pielodētam pie rezistoriem (+). Lai samazinātu gaismas diožu parazitāro iedarbību, es no parasta kartona izveidoju melnu ekrānu.
• Savienojiet gaismas diodes un kameru ar saderīgu Arduino M0-SD plati, kā parādīts diagrammā. Kameras barošanas avots (sarkanais vads "+ 5V" un melnais vads "GND") ir jāņem no "+ 5V" un "GND" spailes no slota. Šim nolūkam varat izmantot arī leņķa savienotāju.
• Pēc tam pievienojiet 3G/GPRS/GSM/GPS vairogu saderīgajai Arduino M0-SD platei. Neaizmirstiet pievienot 3G antenu.

6. darbība: iestatiet MQTT brokeri

Kā MQTT brokeris es izvēlējos ļoti ērtu un skaidru www.cloudmqtt.com. Tas nodrošina bezmaksas pārbaudi. Ir arī iespējams saņemt un nosūtīt ziņojumus tieši vietnē.

Iestatīšanas procedūra ir šāda:

1. Reģistrējieties tiešsaistē.
2. Nospiediet pogu "Izveidot jaunu instanci".
3. Iestatiet nosaukumu, piemēram, "MqttCamera".
4. Nospiediet pogu "Izvēlēties reģionu". Piemēram, atlasiet “US-East-1 (Northern Virginia)”.
5. Nospiediet pogu "Pārskatīt".
6. Nospiediet pogu "Izveidot instanci". Skatīt ziņojumu "Instance veiksmīgi izveidota".
7. Noklikšķiniet uz "MqttCamera".
8. Atcerieties informāciju: serveris, lietotājs, parole, ports, API atslēga (mums tas būs vajadzīgs 7. un 8. solī).
9. Pēc tam jūs varat doties uz logu "WEBSOCKET UI", kur varat pārbaudīt un atkļūdot, apskatīt un nosūtīt ziņojumus (šis logs būs vajadzīgs nākamajā darbībā).

7. darbība: lietotne MQTT Dash

Lai izveidotu vadības paneli mobilajā tālrunī, es izvēlējos ļoti lietotājam draudzīgu un skaidru lietotni MQTT Dash.

Instalējiet tālrunī lietotni MQTT Dash un veiciet šādus iestatījumus:

1. Atveriet lietojumprogrammu.
2. MQTT domuzīmes logā noklikšķiniet uz (+), lai pievienotu jaunu vadības paneli.
3. Parādītajā logā aizpildiet nepieciešamos laukus, piemēram: Vārds (piemēram, MqttCamera), Adrese, Ports, Lietotājvārds, Lietotāja parole (Ņemiet datus no 6. darbības).
4. Pēc lauku aizpildīšanas noklikšķiniet uz disketes ikonas (darbība "Saglabāt").
5. Logā ar vadības paneļu sarakstu noklikšķiniet uz parādītās rindas "MqttCamera".
6. Atvērtajā vadības paneļa logā noklikšķiniet uz bultiņas ikonas, lai ielādētu metriku.
7. Pēc tam uznirstošajā logā noklikšķiniet uz pogas "ABONĒT UN GAIDĪT METRIKU".
8. Personālajā datorā atveriet kontu MQTT brokerī (skatiet iepriekšējo soli), atveriet logu "WEBSOCKET UI", logā "Send message" iestatiet tēmu "metrika/apmaiņa" un ierakstiet tekstu no Pievienojiet metrics.txt failu logā "Ziņojums", noklikšķiniet uz pogas "Sūtīt".
9. Pagaidiet 10 sekundes, pārliecinieties, vai tālrunī ir saņemta metrika un ir atjaunināts vadības panelis.

Pēc tam jūs varat turpināt programmēt saderīgu Arduino M0-SD.

8. solis: programmēšana un darbs

Pirms saderīga Arduino M0-SD programmēšanas datorā jāinstalē visas nepieciešamās bibliotēkas (pubsubclient-master, TinyGSM-master), kuras es minēju zemāk. Šīs bibliotēkas tika nedaudz pārveidotas, lai darbotos ar saderīgu Arduino M0-SD plati, VC0706 kameru un 3G/GPRS/GSM/GPS SIM5320 vairogu.

Jums ir jāpievieno kabelis un barošanas avots (6V 1A 3G/GPRS/GSM/GPS vairoga barošanai) ar saderīgu Arduino M0-SD.

Sāciet Arduino IDE. Arduino IDE jāizvēlas: Rīki-> Padome: Arduino M0 Pro (vietējais USB ports).

Atveriet skici MqttCamera.ino. Aizpildiet laukus: Lietotājvārds, Lietotāja parole, API atslēga, Ports, Serveris (ņemiet datus no 6. darbības).

Atveriet logu Serial Monitor.

Augšupielādēt skici. Es detalizēti neaprakstu programmēšanas procedūru (internetā ir pietiekami daudz instrukciju).

Pēc veiksmīgas iekraušanas un pareizas montāžas Serial Monitor logā jāparādās šādai informācijai:

VC0706 Kamera + Arduino M0 + SIM5320 + MQTT

Kameras iniciators… versija: ----------------- VC0703 1,00 Ctrl infr pastāv Lietotāja definēts sensors 525 ----------------- panākumi ! Notiek modema inicializēšana… Modems: AT+CGMM SIMCOM_SIM5320E Gaida tīklu… Labi Savienojums ar internetu OK Savienojuma izveide ar 3.83.68.228 neizdodas Savienojuma izveide ar 3.83.68.228 Labi Ping: 0

Rinda "Ping: XX" ir periodisks ziņojums no saderīga Arduino M0-SD uz serveri. Šīs informācijas vietā varat nosūtīt ADC mērījumus, ievades statusu un daudz ko citu.

Lietotnē MQTT Dash noklikšķiniet uz spuldžu ikonas (LED_ZELTA, LED_ZAĻA, LED_SARKANA) - ieslēdziet/izslēdziet. Paskatieties seriālā monitora logā - tur vajadzētu būt informācijai par kaut ko līdzīgu:

LED_YELLOW Ieslēgts

LED_YELLOW_Off LED_GREEN Ieslēgts LED_GREEN off LED_RED On LED_RED Off

Noklikšķiniet uz kameras ikonas - nosūtiet komandu "SHOOT" un pagaidiet kādu laiku. Sērijas monitora logā vajadzētu parādīties šādai informācijai:

Sākt šaut!

Bilde uzņemta! izveidot IMAGE332-j.webp

Un pēc kāda laika (5-10 sekundes) logā "SKATĪT ATTĒLU" vajadzētu parādīt fotoattēlu.

Demonstrēšanai es novirzīju kameru VC0706 uz gaismas diodēm, lai pēc patvaļīgas pārslēgšanas jūs varētu redzēt to statusu. Bet reāli lietojot, jūs varat novirzīt kameru uz istabu, durvīm, ielu, vārtiem, automašīnu utt. (Protams, jums jāņem vērā likuma prasības). Kā paraugdemonstrējumu es piedāvāju vairākus ekrānuzņēmumus no mobilais tālrunis, kur tiek parādīti LED uzstādītie un faktiskie stāvokļi.

Es ceru, ka mana instrukcija jums bija interesanta un noderīga. Es priecāšos par jūsu atsauksmēm un komentāriem. Manos plānos attīstīt savu ierīci un dalīties ar jums jaunos jauninājumus. Paldies par skatīšanos!