UbiDots-ESP32 csatlakoztatása és több érzékelő adatainak közzététele: 6 lépés

2024 Szerző: John Day | [email protected]. Utoljára módosítva: 2024-01-30 09:41

Az ESP32 és az ESP 8266 nagyon jól ismert SoC az IoT területén. Ezek egyfajta áldás az IoT projektek számára. Az ESP 32 egy olyan eszköz, amely integrált WiFi -vel és BLE -vel rendelkezik. Csak adja meg SSID -jét, jelszavát és IP -konfigurációit, és integrálja a dolgokat a felhőbe. Itt, ebben az oktatható útmutatóban átgondoljuk az IoT alapvető feltételeit, például az IoT platformot, az MQTT -t, a fogságba esett portálokat stb.

• Az IoT architektúra nagyon egyszerű szavakkal egy beágyazott eszközből és egy IoT platformból áll, amely az eszközt a felhőbe helyezi. Itt az UbiDots IoT platformot használjuk az érzékelő adatok megjelenítésére.
• Az IP -beállítások és a felhasználói hitelesítő adatok kezelése fejtörést okozhat a felhasználónak. Mi a teendő, ha a felhasználó módosítani szeretné a WiFi hitelesítő adatait? Mi a teendő, ha a felhasználó meg akarja változtatni a DHCP/statikus IP -beállításokat? Az ESP32 mindenkori villogása nem megbízható, és nem is megoldás ezekre a problémákra. Tehát átmegyünk a fogságban lévő portálon a WiFi hitelesítő adatok és más konfigurációk mentéséhez.
• Az MQTT ma már nagyon gyakori kifejezéssé válik az IoT világában. felülbírálta a közzététel és a feliratkozás kéréseit és válaszát (HTTP) a gyors, robusztus és karcsú architektúra miatt.

Itt, ebben az oktatóanyagban, demonstrálni fogunk.

• WiFi és MQTT hitelesítő adatok megadása a Captive Portal használatával.
• Több érzékelő adatainak közzététele és előfizetése az UbiDots rendszerre.
• Az érzékelő adatainak beolvasása a vezeték nélküli hőmérséklet- és páratartalom -érzékelőkből.
• Webes űrlap tárolása az ESP32 -ből.
• Olvasás és írás SPIFFS ESP32 -ből.

1. lépés: Hardver és szoftver specifikáció

• ESP32 WiFi/BLE
• Vezeték nélküli hőmérséklet- és páratartalom -érzékelő

Szoftver specifikáció

Arduino IDE

2. lépés: Rögzített portál létrehozása

A lekötött portál egy olyan weboldal, amely az újonnan csatlakozott felhasználók számára jelenik meg, mielőtt szélesebb hozzáférést kapnak a hálózati erőforrásokhoz. Itt három weboldalt szolgálunk ki, amelyek közül választhatunk a DHCP és a statikus IP -beállítások között. kétféleképpen határozhatjuk meg az IP -címet az ESP -hez.

• DHCP IP-cím- ez az IP-cím dinamikus hozzárendelésének módja az eszközhöz. Az ESP alapértelmezett IP -címe 192.168.4.1
• A statikus IP-cím- állandó IP-cím hozzárendelése hálózati eszközünkhöz. Ahhoz, hogy a készülékhez statikus IP -t biztosítsunk, meg kell határoznunk az IP -címet, az átjáró címét és az alhálózati maszkot.

Az első weboldal a 192.168.1.77 címen található. Itt a felhasználó választógombokkal választhat a DHCP és a statikus IP beállítások között. A következő weboldalon meg kell adnunk az IP -vel kapcsolatos információkat a továbblépéshez.

HTML kód

A weboldalak HTML kódja megtalálható ebben a Github adattárban. Bármilyen IDE vagy szövegszerkesztő, például Sublime vagy Jegyzettömb ++ használható HTML weboldalak készítéséhez.

• Először hozzon létre egy HTML -weboldalt, amely két választógombot tartalmaz a DHCP és a statikus IP -beállítások közötti választáshoz.
• Most hozza létre a gombot a válasz küldéséhez
• Adjon nevet a választógomboknak.
• Az ESP webszerver osztály ezeket a neveket érvként veszi fel, és a választógombok válaszát kapja ezen argumentumok használatával
• Most helyezzen be egy „SUBMIT” gombot a válasz elküldéséhez az eszközre. A többi weboldalon szövegdobozok vannak.
• Adja meg a névértéket és a beviteli típust a szövegmezőben, és adjon hozzá egy elküldés gombot a „BEKÜLDÉS” elemhez a válasz elküldéséhez.
• Hozzon létre egy "RESET" gombot a szövegmező tartalmának visszaállításához.

3. lépés: WiFi és UbiDots hitelesítő adatok biztosítása

A fő probléma a WiFi hitelesítő adatok kezelése során jelentkezik. Annak ellenére, hogy van WiFiMulti könyvtárunk, ahol több SSID -t és jelszót adhatunk az eszköznek, és az eszköz csatlakozni fog a rendelkezésre álló hálózathoz. De mi van akkor, ha a rendelkezésre álló hálózat nem szerepel a WiFiMulti listában. Az ESP32 eszköz folyamatos villogása nem megbízható megoldás.

A probléma megoldásához weboldalt üzemeltetünk, ahol a felhasználó elküldheti az elérhető hálózat SSID -jét és jelszavát. A következőképpen működik.

• A weboldal a felhasználó által a rögzített portálon választott statikus IP vagy DHCP IP címen található
• Ez a weboldal szöveges mezőket tartalmaz az SSID, a jelszó és az UBIDOTS -token azonosítójának megadásához az eszköz csatlakoztatásához az UbiDots rendszerhez.
• Írja be a helyi WiFi SSID -jét és jelszavát a beviteli mezőkbe, írja be az UbiDot token azonosítóját, és írja be a SUBMIT
• Ezeket a hitelesítő adatokat az ESP32 EEPROM -ba menti
• 60 másodperc elteltével az eszköz automatikusan leválik az AP-ről
• Amikor legközelebb bekapcsolja az eszközt, a felhasználónak nem kell ezt az eljárást követnie, A készülék automatikusan lekéri a felhasználói hitelesítő adatokat az EEPROM -ból, és folytatja az érzékelői leolvasásának közzétételét az UbiDots rendszerben.

4. lépés: Az érzékelői leolvasások közzététele az UbiDots rendszerben

Itt vezeték nélküli hőmérséklet- és páratartalom -érzékelőket használunk az ESP 32 készülékkel a hőmérséklet- és páratartalom -adatok lekéréséhez. Az adatokat az UbiDots -nak küldjük az MQTT protokoll használatával. Az MQTT egy közzétételi és feliratkozási mechanizmust követ, nem pedig ezt a kérést és választ. Gyorsabb és megbízhatóbb, mint a HTTP. Ez a következőképpen működik.

• A Feladatütemezőt használjuk a feladat ütemezéséhez, mint például adatok lekérése az érzékelőkből, Az érzékelő leolvasásának közzététele, Feliratkozás az MQTT témára.
• Először is tartalmazza a Feladatütemező fejlécfájljait, a példányt és a feladatok ütemezését.
• Két feladatot ütemeztünk, amelyek két különböző vezérlési műveletre vonatkoznak.

#define _TASK_TIMEOUT#include

Ütemezés ts;

// --------- Feladatok ------------ // Task tSensor (4 * TASK_SECOND, TASK_FOREVER, & taskSensorCallback, & ts, false, NULL és & taskSensorDisable); TWiFi feladat (10* TASK_SECOND, TASK_FOREVER, & taskWiFiCallback, & ts, false, NULL és & taskWiFiDisable);

Az 1. feladat az érzékelő értékének leolvasására szolgál, ez a feladat 1 másodpercig fut, amíg el nem éri a 10 másodperces időtúllépést

• Amikor a Task1 eléri a határidőt Csatlakozunk a helyi Wifi és MQTT brókerhez.

• Most a 2. feladat engedélyezve van, és letiltjuk az 1. feladatot

• A 2. feladat az érzékelőadatok közzététele az UbiDots MQTT brókernek, ez a feladat 20 másodpercig fut, amíg el nem éri a 20 másodperces időt
• Amikor a 2. feladat eléri az időtúllépést, az 1. feladat ismét engedélyezve van, és a 2. feladat le van tiltva. Itt is megkapjuk a frissített értéket, és a folyamat folytatódik.

Az I2C érzékelő adatainak beolvasása

29 bájtos keretet kapunk a vezeték nélküli hőmérséklet- és páratartalom-érzékelőktől. Ezt a keretet manipulálják a tényleges hőmérséklet- és páratartalom -adatok lekérésére

uint8_t adatok [29];

adatok [0] = Sorozat1.olvasás (); késleltetés (k); // chck a kezdő bájthoz if (data [0] == 0x7E) {while (! Serial1.available ()); for (i = 1; i <29; i ++) {data = Sorozat1.olvasás (); késleltetés (1); } if (data [15] == 0x7F) /////// annak ellenőrzésére, hogy a recive adatok helyesek -e {if (data [22] == 1) //////// győződjön meg arról, hogy az érzékelő típusa helyes {

páratartalom = (((([adatok [24]) * 256) + adatok [25]) /100,0); páratartalom /=10,0; cTempint = (((uint16_t) (adatok [26]) << 8) | adatok [27]); cTemp = (lebegés) cTempint /100.0; cTemp /= 10,0; fTemp = cTemp * 1,8 + 32; fTemp /= 10,0; akkumulátor = véletlenszerű (100, 327); feszültség = akkumulátor/100; nodeId = adatok [16];}

Csatlakozás az UbiDots MQTT API -hoz

Tartalmazza a fejlécfájlt az MQTT folyamathoz

#befoglalni

definiáljon más változókat az MQTT számára, mint például az ügyfél neve, a bróker címe, a token azonosítója (A token azonosítót az EEPROM -ból kérjük le)

#define MQTT_CLIENT_NAME "ClientVBShightime123"

char mqttBroker = "things.ubidots.com";

char hasznos terhelés [100]; char topic [150];

// változó létrehozása a token azonosító tárolásához

String tokenId;

Hozzon létre változókat a különböző érzékelőadatok tárolásához, és hozzon létre egy char változót a téma tárolásához

#define VARIABLE_LABEL_TEMPF "tempF" // A változó címke hozzárendelése #define VARIABLE_LABEL_TEMPC "tempC" // A változócímke hozzárendelése #define VARIABLE_LABEL_BAT "bat" #define VARIABLE_LABEL_HUMID "nedves címke" // Assing

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

tegye közzé az adatokat az említett MQTT témában, a hasznos terhelés {{tempc”: {value:" tempData "}}

sprintf (topic1, "%s", ""); sprintf (topic1, "%s%s", "/v1.6/devices/", DEVICE_LABEL); sprintf (hasznos teher, "%s", ""); // Megtisztítja a hasznos terhelést sprintf (hasznos terhelés, "{"%s / ":", VARIABLE_LABEL_TEMPC); // hozzáadja a sprintf értéket (hasznos terhelés, "%s {" érték / ":%s}", hasznos terhelés, str_cTemp); // hozzáadja a sprintf értéket (hasznos terhelés, "%s}", hasznos terhelés); // Bezárja a szótár zárójeleit Serial.println (hasznos terhelés); Serial.println (kliens.publish (topic1, hasznos terhelés)? "Published": "notpublished");

// Ugyanezt tegye más témában is

A client.publish () közzéteszi az adatokat az UbiDots rendszerben

5. lépés: Az adatok megjelenítése

• Lépjen az Ubidots oldalra, és jelentkezzen be fiókjába.
• Navigáljon az Irányítópulthoz az adatlap tetején.
• Most kattintson a "+" ikonra az új modulok hozzáadásához.
• Válasszon ki egy widgetet a listából, és adjon hozzá egy változót és eszközöket.
• Az érzékelőadatok a vezérlőpulton különböző widgetek segítségével jeleníthetők meg.

6. lépés: Általános kód

A HTML és az ESP32 Over kódja megtalálható ebben a GitHub adattárban.

Hitelek

• ncd ESP32 kitörő tábla.
• ncd Vezeték nélküli hőmérséklet- és páratartalom -érzékelők.
• pubsubclient
• UbiDots
• Feladat ütemező