Távirányító és fényképfelügyelet az MQTT -n keresztül: 8 lépés

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

Helló.

Ma arról szeretnék beszélni, hogyan lehet távirányítót és felügyeleti rendszert készíteni, amely például garázskapuk, világítás, fűtés, nyomásszabályozás, hőmérséklet és sok más paraméter vezérlésére használható. A rendszer fő jellemzője azonban az, hogy távolról is fogadhat fényképeket egy távoli objektumról. Mielőtt elkezdené a történetet, egy rövid előszó. Egyszer egy fényképfelügyeleti rendszert akartam készíteni egy kompatibilis Arduino M0-SD kártya, egy VC0706 kamera és egy 3G/GPRS/GSM/GPS pajzs segítségével az Arduino számára. Az Arduino M0 -SD kompatibilis táblát a nagyon könnyen programozható feltételek közül választottuk (csakúgy, mint az Arduino UNO -t), az üzemi feszültség 3,3 V - ez nagyon kényelmes a VC0706 kamerával való munkához, nagy mennyiségű ROM és RAM, több port az UART, az USB külön virtuális portja, de a fő előny a micro SD csatlakozó jelenléte közvetlenül a táblán (Nagyon kényelmes nagy mennyiségű adat, például képek tárolása).

A 3G/GPRS/GSM/GPS pajzs az Arduino számára nagyon kényelmes a kompatibilis Arduino M0-SD kártyával való használathoz. Számos könyvtár található az interneten, valamint számos példa a pajzzsal való munkavégzésre. Az adatátviteli sebesség (3G) sokkal magasabb, mint a hagyományos GPRS pajzsoké (különösen kényelmes a képek továbbításához). A GPS modul rendelkezésre állása további előny.

Egy mobil szolgáltatótól származó alacsony költségű tarifát választottam az adatok (fényképek) interneten keresztüli továbbítására. De felmerült a kérdés: hogyan lehet adatokat továbbítani? MMS? FTP? Hogyan lehet értesítést kapni az adatok beérkezéséről (fotó)? Ennek eredményeként azt a döntést hoztam, hogy adatokat (fényképeket) küldök e-mailbe, és megtekintem a leveleket a mobiltelefonra telepített alkalmazáson keresztül. Nagyon kényelmesnek bizonyult!:-) A kész projekt ezen a linken tekinthető meg.

Van egy hasonló projekt az Arduino UNO számára is.

Aztán úgy döntöttem, hogy bővítem a készülék funkcióit. Például adja hozzá a LED -ek vezérlésének lehetőségét (bár a valóságban a lehetőségek sokkal szélesebbek). Az e-mail erre nem igazán alkalmas. Az SMS opció drága és kényelmetlen. Aztán megtudtam az MQTT -t. Nem írom le, mi ő. Hadd mondjam el: Ez egy nagyon klassz dolog!:-) Az MQTT segítségével nemcsak üzeneteket, hanem bináris fájlokat (képeket) is cserélhet. A telefon alkalmazásában könnyedén létrehozhat saját felületet.

Kerestem példákat az 3G/GPRS/GSM/GPS pajzs (SIM5320) MQTT protokolljának megvalósítására, és sajnos nem találtam meg a szükséges megvalósítást. De ez nem hagyott békén. Úgy döntöttem, hogy önállóan megvalósítom a szükséges funkciókat. Ennek eredményeként sikerült létrehoznom egy olyan eszközt, amelyet az MQTT -n keresztül vezérelnek (három LED jelzi) egy mobiltelefonra telepített alkalmazásból, és fényképet is küld a telefonra parancsra a telefonról. (Elárulok egy titkot, hogy korábban nem láttam példát arra, hogy képeket küldjek az MQTT brókeren keresztül, és először csináltam. És amikor sikerült átvinni az első képet, rendkívül boldog voltam!:-)) És Tehát azt javaslom, hogy egyenesen az első lépéshez menjen - a szükséges összetevők listájához.

1. lépés: Az összetevők listája

Szükségünk van a következő összetevőkre:

1) Arduino M0-SD kompatibilis.

2) TTL-kamera VC0706.

3) 3G/GPRS/GSM/GPS pajzs az Arduino számára.

4) Piros, zöld, sárga LED-ek, 3 ellenállás (100-500 Ohm), vezetékek, tűszög-csatlakozó 2,54 mm-es osztással.

5) AC-DC hálózati adapter (6V 1A), 3G antenna stb.

2. lépés: A kamera előkészítése

A fényképezőgép RS-232 kimenettel rendelkezik, amely közvetlenül csatlakoztatható a számítógéphez. Szükséges a MAX232 (RS-232 átalakító) eltávolítása és a megfelelő 7-10 (TX), 8-9 (RX) csapok közötti érintkezőpárnák bezárása.

A fényképezőgéphez kapott hatvezetékes kábelt kissé át kell alakítani:

• Húzza ki a két vezetéket a csatlakozóból.
• Helyezze át a piros (+ 5V) és a fekete (GND) vezetékeket az ábrán látható módon.

A huzalok csupasz végein forrasztott hegyeket kell hegeszteni, mint a "női".

3. lépés: A kompatibilis Arduino M0-SD előkészítése

Amint már említettük, a kompatibilis Arduino M0-SD hardver és szoftver kompatibilis az eredeti Arduino M0-val, de rendelkezik beépített microSD-csatlakozóval is a memóriakártya csatlakoztatásához.

A kamera csatlakoztatásához a kompatibilis Arduino M0-SD-hez az alaplapon, a szögletes csatlakozót a TXD, RXD (X6 csatlakozó) csatlakozóhoz kell forrasztani, az ábrán látható módon. Ez a port illeszkedik a "soros" porthoz.

A fényképezőgépből származó fehér (Camera RX) és sárga (Camera TX) vezetékeket a TXD és az RXD (X6 csatlakozó) csatlakozóira kell csatlakoztatni, az ábrán látható módon.

4. lépés: A 3G/GPRS/GSM/GPS Shield SIM5320 előkészítése

A SIM -kártya nyílásba helyezése előtt le kell tiltania a PIN -kód kérését. Ezután helyezze be a SIM-kártyát a kártya alsó oldalán található nyílásba, az ábrán látható módon. Két jumpert kell felszerelni az RX-1 (D1), TX-0 (D0) helyzetben.

5. lépés: A hardver összeszerelése

A hardver összeszerelése több egyszerű műveletből áll:

• A LED-ek vezérléséhez először forrasztania kell egy kis méretű LED-et és áramkorlátozó ellenállást (100-500 Ohm), amint az az ábrán látható. Ügyeljen a LED -ek polaritására - az anódot az ellenállásokhoz kell forrasztani (+). A LED -ek parazita expozíciójának csökkentése érdekében fekete képernyőt készítettem normál kartonból.
• Csatlakoztassa a LED-eket és a fényképezőgépet egy kompatibilis Arduino M0-SD kártyához az ábra szerint. A kamera tápellátását (piros "+ 5V" és fekete "GND" vezeték) a "+ 5V", a "GND" csatlakozóból kell levenni. Ehhez használhat szögcsatlakozót is.
• Ezután csatlakoztassa a 3G/GPRS/GSM/GPS pajzsot a kompatibilis Arduino M0-SD kártyához. Ne felejtse el csatlakoztatni a 3G antennát.

6. lépés: Az MQTT Broker beállítása

Nagyon kényelmes és világos www.cloudmqtt.com webhelyet választottam MQTT brókerként. Ingyenes tesztelést biztosít. Lehetőség van üzenetek fogadására és küldésére is közvetlenül az oldalon.

A beállítás menete a következő:

1. Regisztrálj online.
2. Nyomja meg az "Új példány létrehozása" gombot.
3. Állítsa be a nevet, például "MqttCamera".
4. Nyomja meg a "Régió kiválasztása" gombot. Például válassza az "US-East-1 (Észak-Virginia)" lehetőséget.
5. Nyomja meg az "Áttekintés" gombot.
6. Nyomja meg a "Példány létrehozása" gombot. "A példány sikeresen létrehozva" üzenet megtekintése.
7. Kattintson az "MqttCamera" gombra.
8. Ne feledje az információkat: szerver, felhasználó, jelszó, port, API -kulcs (szükségünk lesz rá a 7. és a 8. lépésben).
9. Ezután lépjen a "WEBSOCKET UI" ablakba, ahol tesztelheti és hibakeresheti, megtekintheti és küldhet üzeneteket (erre az ablakra lesz szükségünk a következő lépésben).

7. lépés: MQTT Dash App

Vezérlőpult létrehozásához egy mobiltelefonban egy nagyon felhasználóbarát és áttekinthető MQTT Dash alkalmazást választottam.

Telepítse a telefonjára az MQTT Dash alkalmazást, és végezze el a következő beállításokat:

1. Nyissa meg az alkalmazást.
2. Az MQTT műszerfal ablakban kattintson a (+) gombra egy új vezérlőpult hozzáadásához.
3. A megjelenő ablakban töltse ki a szükséges mezőket, például: Név (például MqttCamera), Cím, Port, Felhasználónév, Felhasználói jelszó (Adatok levétele a 6. lépésből).
4. A mezők kitöltése után kattintson a hajlékonylemez ikonra ("Mentés" művelet).
5. A kezelőpanelek listáját tartalmazó ablakban kattintson a megjelenő "MqttCamera" sorra.
6. A megnyíló vezérlőpult ablakban kattintson a nyíl ikonra a metrikák betöltéséhez.
7. Ezután az előugró ablakban kattintson a "FELIRATKOZÁS ÉS VÁRJON A METRIKÁRA" gombra.
8. Számítógépen nyisson számlát egy MQTT-brókerben (lásd az előző lépést), nyissa meg a "WEBSOCKET UI" ablakot, állítsa be a "metrics/exchange" témát az "Üzenet küldése" ablakban, és rögzítse a szöveget a csatolt metrics.txt fájlt az "Üzenet" ablakban, kattintson a "Küldés" gombra.
9. Várjon 10 másodpercet, és győződjön meg arról, hogy a mérés megérkezett a telefonba, és a vezérlőpult frissítve van.

Ezután folytathatja a kompatibilis Arduino M0-SD programozását.

8. lépés: Programozás és munka

A kompatibilis Arduino M0-SD programozása előtt telepítenie kell a számítógépre az összes szükséges könyvtárat (pubsubclient-master, TinyGSM-master), amelyeket az alábbiakban idéztem. Ezek a könyvtárak kissé módosultak, hogy kompatibilis Arduino M0-SD kártyával, VC0706 kamerával és 3G/GPRS/GSM/GPS SIM5320 pajzzsal működjenek.

Csatlakoztassa a kábelt és a tápegységet (6V 1A a 3G/GPRS/GSM/GPS pajzs táplálásához) a kompatibilis Arduino M0-SD-hez.

Indítsa el az Arduino IDE -t. Az Arduino alkalmazásban az IDE-nek választania kell: Eszközök-> Tábla: Arduino M0 Pro (natív USB-port).

Nyissa meg az MqttCamera.ino vázlatot. Töltse ki a mezőket: Felhasználónév, Felhasználói jelszó, API -kulcs, Port, Szerver (Vegye ki az adatokat a 6. lépésből).

Nyissa meg a Soros monitor ablakot.

Vázlat feltöltése. Nem írom le részletesen a programozási eljárást (elegendő utasítás található az interneten).

A sikeres betöltés és megfelelő összeszerelés után a következő információknak kell megjelenniük a Soros monitor ablakban:

VC0706 Kamera + Arduino M0 + SIM5320 + MQTT

Kamera init… verzió: ----------------- VC0703 1,00 Ctrl infr létezik Felhasználó által definiált érzékelő 525 ----------------- sikeres ! Modem inicializálása… Modem: AT+CGMM SIMCOM_SIM5320E Várakozás a hálózatra… OK Csatlakozás az internethez OK Csatlakozás a 3.83.68.228 -hoz sikertelen Csatlakozás a 3.83.68.228 -hoz OK Ping: 0

A "Ping: XX" sor periodikus üzenet a kompatibilis Arduino M0-SD-től a szerverhez. Ezen információk helyett küldhet ADC méréseket, bemeneti állapotot és egyebeket.

Az MQTT Dash alkalmazásban kattintson az izzók ikonjaira (LED_SÁRGA, LED_ZÖLD, LED_PIROS) - kapcsolja be/ki. Nézzen be a soros monitor ablakába - ilyen információknak kell lenniük:

LED_YELLOW Be

LED_YELLOW_Off LED_GREEN Be LED_GREEN off LED_RED On LED_RED Off

Kattintson a kamera ikonra - küldje el a "SHOOT" parancsot, és várjon egy kicsit. A Serial Monitor ablakban a következő információknak kell megjelenniük:

Start Shoot!

Kép készült! IMAGE332-j.webp

És egy idő után (5-10 másodperc) az ablakban "VIEW IMAGE" kell megjeleníteni fotó.

A bemutatóhoz a VC0706 kamerát a LED -ekhez irányítottam, hogy lássák állapotukat, miután tetszőleges módon kapcsoltam őket. De a valós használat során a kamerát egy szobába, ajtóhoz, utcához, kapuhoz, autóhoz stb. Irányíthatja (természetesen figyelembe kell vennie a törvény követelményeit). Demonstrációként több képernyőképet mutatok be egy mobiltelefon, ahol a LED -ek telepített és tényleges állapota jelenik meg.

Remélem, hogy az utasításom érdekes és hasznos volt az Ön számára. Örömmel fogadom visszajelzéseit és észrevételeit. Terveimben fejleszteni fogom a készülékemet, és megosztom veletek az újításokat. Köszönöm a megtekintést!