Ξεκινώντας με τα βήματα Amazon AWS IoT και ESP8266: 21

2024 Συγγραφέας: John Day | [email protected]. Τελευταία τροποποίηση: 2024-01-30 08:34

Αυτό το έργο σας δείχνει πώς να πάρετε τη μονάδα ESP8266 και να τη συνδέσετε απευθείας στο AWS IOT χρησιμοποιώντας το λειτουργικό σύστημα Mongoose. Το Mongoose OS είναι ένα λειτουργικό σύστημα ανοιχτού κώδικα για μικροελεγκτές που δίνει έμφαση στη συνδεσιμότητα cloud. Αναπτύχθηκε από την Cesanta, μια εταιρεία ενσωματωμένου λογισμικού με έδρα το Δουβλίνο και στο τέλος του έργου, θα πρέπει να μπορείτε να μετρήσετε τη θερμοκρασία και τις τιμές υγρασίας από τον αισθητήρα θερμοκρασίας DHT11 και να τη δημοσιεύσετε στην πλατφόρμα AWS IOT

Για αυτό το έργο, θα χρειαστούμε:

Ένας πίνακας NodeMCU που βασίζεται σε ESP8266

Sensor Αισθητήρας θερμοκρασίας DHT 11

 Το εργαλείο αναβοσβήνει του λειτουργικού συστήματος Mongoose

Cable Καλώδιο USB για σύνδεση της πλακέτας NodeMCU στον υπολογιστή

 Jumber καλώδια

Account Λογαριασμός AWS που σκοπεύετε να χρησιμοποιήσετε

Βήμα 1: Ένας πίνακας NodeMCU που βασίζεται σε ESP8266

Το ESP8266 είναι το όνομα ενός μικροελεγκτή που σχεδιάστηκε από την Espressif Systems. Το ίδιο το ESP8266 είναι μια αυτόνομη λύση δικτύωσης Wi Fi που προσφέρει τη γέφυρα από τον υπάρχοντα μικροελεγκτή στο Wi Fi και είναι επίσης σε θέση να εκτελεί αυτόνομες εφαρμογές. Αυτή η μονάδα συνοδεύεται από ενσωματωμένη υποδοχή USB και πλούσια ποικιλία pin-outs. Με καλώδιο micro USB, μπορείτε να συνδέσετε το NodeMCU devkit στον φορητό υπολογιστή σας και να το αναβοσβήνετε χωρίς προβλήματα, όπως το Arduino

Προσδιορισμός

• Τάση: 3.3V.

• Wi-Fi Direct (P2P), soft-AP.

• Τρέχουσα κατανάλωση: 10uA ~ 170mA.

• Προσαρμόσιμη μνήμη flash: 16MB max (512K κανονική).

• Ενσωματωμένη στοίβα πρωτοκόλλου TCP/IP.

• Επεξεργαστής: Tensilica L106 32-bit.

• Ταχύτητα επεξεργαστή: 80 ~ 160MHz.

• RAM: 32K + 80K.

• GPIO: 17 (πολυπλεξία με άλλες λειτουργίες).

• Αναλογικό σε Digitalηφιακό: 1 είσοδος με ανάλυση 1024 βημάτων.

• +19.5dBm ισχύς εξόδου σε λειτουργία 802.11b

• Υποστήριξη 802.11: b/g/n.

• Μέγιστες ταυτόχρονες συνδέσεις TCP: 5

Βήμα 2: Καρφιτσώστε το διάγραμμα

Βήμα 3: DHT11 - Αισθητήρας υγρασίας και θερμοκρασίας

Ο DHT11 είναι ένας βασικός, χαμηλού κόστους ψηφιακός αισθητήρας θερμοκρασίας και υγρασίας. Χρησιμοποιεί έναν χωρητικό αισθητήρα υγρασίας και ένα θερμίστορ για τη μέτρηση του περιβάλλοντος αέρα και εκπέμπει ένα ψηφιακό σήμα στην καρφίτσα δεδομένων (δεν απαιτούνται αναλογικές ακίδες εισόδου). Είναι αρκετά απλό στη χρήση, αλλά απαιτεί προσεκτικό χρονισμό για την αρπαγή δεδομένων. Το μόνο πραγματικό μειονέκτημα αυτού του αισθητήρα είναι ότι μπορείτε να λαμβάνετε νέα δεδομένα από αυτόν μόνο μία φορά κάθε 2 δευτερόλεπτα

Χαρακτηριστικά

 Αντισταθμίζεται η θερμοκρασία πλήρους εύρους

Measurement Σχετική μέτρηση υγρασίας και θερμοκρασίας

 Βαθμονομημένο ψηφιακό σήμα

 Εξαιρετική μακροπρόθεσμη σταθερότητα

Not Δεν χρειάζονται επιπλέον εξαρτήματα

 Μεγάλη απόσταση μετάδοσης

 Χαμηλή κατανάλωση ενέργειας

Διαδικασία Επικοινωνίας (Single-Wire Two-Way)

Το ενδιαφέρον σε αυτήν την ενότητα είναι το πρωτόκολλο που χρησιμοποιεί για τη μεταφορά δεδομένων. Όλες οι ενδείξεις των αισθητήρων αποστέλλονται χρησιμοποιώντας ένα μόνο σύρμα διαύλου που μειώνει το κόστος και επεκτείνει την απόσταση. Για να στείλετε δεδομένα μέσω ενός διαύλου πρέπει να περιγράψετε τον τρόπο με τον οποίο θα μεταφερθούν τα δεδομένα, έτσι ώστε ο πομπός και ο δέκτης να μπορούν να καταλάβουν τι λέει ο ένας τον άλλον. Αυτό κάνει ένα πρωτόκολλο. Περιγράφει τον τρόπο μετάδοσης των δεδομένων. Στο DHT-11, ο δίαυλος δεδομένων 1 καλωδίου τραβιέται με μια αντίσταση στο VCC. Έτσι, εάν δεν συμβεί τίποτα, η τάση στο δίαυλο είναι ίση με VCC. Η μορφή επικοινωνίας μπορεί να χωριστεί σε τρία στάδια

1) Αίτημα

2) Απάντηση

3) Ανάγνωση δεδομένων

Βήμα 4: Εισαγωγή στο λειτουργικό σύστημα Mongoose

Το Mongoose OS είναι ένα λειτουργικό σύστημα ανοιχτού κώδικα για μικροσκοπικά ενσωματωμένα συστήματα. Έχει σχεδιαστεί για να λειτουργεί σε συσκευές όπως μικροελεγκτές, οι οποίοι συχνά περιορίζονται σε μνήμη δεκάδων κιλομπάιτ, ενώ εκθέτει μια διεπαφή προγραμματισμού που παρέχει πρόσβαση σε σύγχρονα API που συνήθως βρίσκονται σε πιο ισχυρές συσκευές. Μια συσκευή με λειτουργικό σύστημα Mongoose έχει πρόσβαση σε λειτουργικό σύστημα, όπως συστήματα αρχείων και δικτύωση, καθώς και λογισμικό υψηλότερου επιπέδου, όπως μηχανή JavaScript και API πρόσβασης στο cloud.

Εργαλείο αναβοσβήνει λειτουργικό σύστημα Mongoose OS

Το εργαλείο αναβοσβήνει χρησιμοποιείται για να αναβοσβήνει το λειτουργικό σύστημα Mongoose στο ESP8266. Αρχικά, αποκτήστε έναν από τους υποστηριζόμενους πίνακες, όπως το ESP8266 NodeMCU και συνδέστε τον στον υπολογιστή σας και, στη συνέχεια, ακολουθήστε αυτά τα βήματα:

Μεταβείτε στην ιστοσελίδα λήψης του Mongoose OS και κάντε λήψη του εργαλείου Mos. (Αλλά σε αυτό το έργο, πρόκειται να χρησιμοποιήσουμε την παλαιότερη έκδοση του λειτουργικού συστήματος Mongoose)

 Εκτελέστε το αρχείο εγκατάστασης Mos (Mongoose OS) και ακολουθήστε τον οδηγό εγκατάστασης:

Βήμα 5: Ο οδηγός εγκατάστασης Mongoose

Βήμα 6: Κατάσταση συσκευής - Online

Αφού ολοκληρώσετε τα τρία βήματα, θα λάβετε το μήνυμα που αναφέρεται παρακάτω και η κατάσταση της συσκευής γίνεται online. Τώρα η μονάδα ESP8266 είναι σε θέση να επικοινωνεί με οποιαδήποτε απομακρυσμένη συσκευή

Βήμα 7: Παροχή συσκευής σε AWS IOT

Προτού μπορέσουμε να στείλουμε συμβάντα στο AWS, πρέπει να είμαστε σε θέση να πραγματοποιήσουμε μια ασφαλή σύνδεση με το AWS IOT. Για να το κάνουμε αυτό πρέπει να παρέχουμε στο ESP τα πιστοποιητικά AWS. Στον οδηγό ρύθμισης λειτουργιών Mongoose OS επιλέξτε το μενού Διαμόρφωση συσκευής και, στη συνέχεια, επιλέξτε την κατάλληλη περιοχή AWS και την πολιτική AWS για το περιβάλλον AWS. Κάντε κλικ στο κουμπί Παροχή με AWS IOT. Η συσκευή θα ρυθμιστεί με τις σωστές πληροφορίες για σύνδεση με την υπηρεσία AWS. Τα πιστοποιητικά θα εγκατασταθούν αυτόματα.

Σημείωση:

Ο χρήστης μπορεί να επιλέξει την κατάλληλη περιοχή AWS και πολιτική AWS. Στο σενάριό μας, επιλέξαμε την περιοχή AWS ως ap-southeast-1 και την πολιτική AWS ως προεπιλογή

Μετά την ολοκλήρωση της συσκευής παροχής σε AWS IOT, τώρα η μονάδα esp8266 Wi -Fi μπορεί να επικοινωνήσει με το AWS -IOT

Βήμα 8: Φόρτωση του δείγματος κώδικα στην πλακέτα NodeMCU

Αφού εκτελέσετε τον οδηγό ρύθμισης Mongoose, εάν κάνετε κλικ στο μενού αρχείων συσκευής, υπάρχει ένα αρχείο που ονομάζεται init.js. Μέσα σε αυτό το αρχείο υπάρχει δείγμα κώδικα. Εάν κάνετε κλικ στο κουμπί Αποθήκευση +Επανεκκίνηση, ο δείκτης κώδικα θα φορτωθεί και η έξοδος μπορεί να προβληθεί από τα Αρχεία καταγραφής συσκευής

Βήμα 9: Ξεκινώντας με τον λογαριασμό AWS

Τι είναι το AWS;

Οι υπηρεσίες Web Amazon (AWS) είναι ένας πάροχος υπηρεσιών cloud από την Amazon, ο οποίος παρέχει υπηρεσίες με τη μορφή δομικών στοιχείων, αυτά τα δομικά στοιχεία μπορούν να χρησιμοποιηθούν για τη δημιουργία και την ανάπτυξη κάθε είδους εφαρμογής στο cloud. Αυτές οι υπηρεσίες ή δομικά στοιχεία έχουν σχεδιαστεί για να λειτουργούν μεταξύ τους και έχουν ως αποτέλεσμα εξελιγμένες και εξαιρετικά επεκτάσιμες εφαρμογές.

Πώς να ρυθμίσετε;

Υπάρχουν δύο τρόποι για τη δημιουργία υπηρεσιών AWS

 Χρήση του βοηθητικού προγράμματος γραμμής εντολών AWS CLI

 Χρήση AWS GUI

Βήμα 10: Βοηθητικό πρόγραμμα γραμμής εντολών AWS CLI (προαιρετικό)

Πρώτα πρέπει να εγκαταστήσουμε το AWS CLI. Το AWS CLI είναι ένα εργαλείο γραμμής εντολών που παρέχει εντολές για αλληλεπίδραση με υπηρεσίες AWS. Σας δίνει τη δυνατότητα να χρησιμοποιήσετε τη λειτουργικότητα που παρέχει η κονσόλα διαχείρισης AWS από το τερματικό. Το Mongoose χρησιμοποιεί αυτό το εργαλείο για την παροχή της συσκευής IOT σε AWS IOT. Το AWS CLI χρειάζεται τα διαπιστευτήριά σας για να μπορέσει να συνδεθεί με το AWS. Για να ρυθμίσετε το aws διαμορφώστε από τη γραμμή εντολών και εισαγάγετε τις πληροφορίες πρόσβασης (τα διαπιστευτήριά σας). Με απλά λόγια, μπορείτε να έχετε πρόσβαση και να διαχειριστείτε τις Υπηρεσίες Ιστού Amazon μέσω μιας απλής και διαισθητικής διεπαφής χρήστη που βασίζεται στον ιστό. Εάν η ανησυχία σας είναι η πρόσβαση σε ορισμένες από τις λειτουργίες χρησιμοποιώντας το κινητό τηλέφωνο, τότε η εφαρμογή για κινητά AWS Console σάς επιτρέπει να βλέπετε γρήγορα πόρους εν κινήσει.

Βήμα 11: Υπηρεσίες Ιστού Amazon (GUI)

Μετά την παροχή με το AWS, μπορούμε να συνδεθούμε στην κονσόλα διαχείρισης AWS, κάτω από την καρτέλα υπηρεσιών έχουμε διαφορετικές κατηγορίες. Πριν ξεκινήσουμε να εξερευνούμε τις δυνατότητες αυτής της κονσόλας, πρέπει να δημιουργήσετε έναν λογαριασμό στο AWS. Για άτομα που δεν έχουν λογαριασμό μπορούν να επισκεφθούν τον ιστότοπο της AWS και να δημιουργήσουν έναν δωρεάν λογαριασμό. Πρέπει να εισαγάγετε τα στοιχεία της πιστωτικής/χρεωστικής σας κάρτας. Το AWS δεν θα σας χρεώσει κατά τη διάρκεια της δωρεάν συνδρομής σας, εφόσον χρησιμοποιείτε τις υπηρεσίες σύμφωνα με τα καθορισμένα όρια.

Βήμα 12: AWS IOT Core

Μετά τη σύνδεση, θα κατευθυνθείτε στην ακόλουθη σελίδα και στο Διαδίκτυο των πραγμάτων επιλέξτε τον πυρήνα IOT

Βήμα 13: AWS IOT - Παρακολούθηση

Μόλις επιλέξετε τον πυρήνα IOT θα εμφανιστεί η παραπάνω σελίδα και στη συνέχεια επιλέξτε το δοκιμαστικό μενού

Βήμα 14: AWS IOT - Συνδρομές

Αφού επιλέξετε το μενού Δοκιμή θα κατευθυνθείτε στις Συνδρομές. Στο θέμα της συνδρομής καθορίστε το κατάλληλο θέμα που χρησιμοποιείτε και κάντε κλικ στο κουμπί Εγγραφή σε θέμα

Βήμα 15: Δημοσίευση του προεπιλεγμένου μηνύματος

Μετά από αυτό θα οδηγηθείτε στην παραπάνω σελίδα. Εάν κάνετε κλικ στην επιλογή Δημοσίευση σε θέμα, θα έχουμε το δείγμα μηνύματος που θα εμφανίζεται εδώ από προεπιλογή

Σημείωση: Εάν θέλετε να γράψετε έναν νέο κώδικα και να φορτώσετε στον πίνακα NodeMCU (Ο κώδικας που γράφουμε θα πρέπει να φορτωθεί στον διαχειριστή αρχείων συσκευής> αρχείο init.js τότε θα πρέπει να συμπεριλάβετε το όνομα του θέματος στον κώδικα. Αφού συμπεριλάβετε το όνομα του θέματος, πρέπει να χρησιμοποιήσετε το ίδιο όνομα θέματος στην ενότητα συνδρομές για να δημοσιεύσετε την έξοδο

Βήμα 16: Δημοσίευση των πληροφοριών που πατήθηκαν με κουμπί

Βήμα 17: Δημοσιεύστε τις τιμές θερμοκρασίας και υγρασίας στην πλατφόρμα AWS IOT

Βήμα 18: Εργασία

Nect Συνδέστε το κύκλωμα όπως φαίνεται παρακάτω

 Αναβοσβήνετε το λειτουργικό σύστημα μαγγούζ στην μονάδα ESP8266

Device Παροχή συσκευής σε AWS IOT

 Τοποθετήστε τον κωδικό προγραμματισμού στην πλακέτα NodeMCU

 Ελέγξτε την έξοδο στα αρχεία καταγραφής της συσκευής (δείτε εικόνα 9)

 Συνδεθείτε στο λογαριασμό AWS

 Επιλέξτε το βασικό υπομενού IOT

 Επιλέξτε την επιλογή Test από την ενότητα προγράμματος -πελάτη MQTT

Ify Καθορίστε το κατάλληλο θέμα στις συνδρομές

 Κάντε κλικ στο κουμπί δημοσίευσης σε θέμα

 Βεβαιωθείτε ότι κάθε φορά που πατάτε το κουμπί φλας λαμβάνετε τις τιμές θερμοκρασίας και υγρασίας ως μηνύματα