Offentliggørelse af trådløse tryksensordata ved hjælp af MQTT: 7 trin

2024 Forfatter: John Day | [email protected]. Sidst ændret: 2024-01-30 08:28

ESP32 ogESP 8266 er meget velkendte SoC inden for IoT. Disse er en slags velsignelse for IoT -projekterne. ESP 32 er en enhed med integreret WiFi og BLE. Bare giv dine SSID, adgangskode og IP -konfigurationer og integrer tingene i skyen. Her i denne instruktive vil vi overveje nogle af de grundlæggende vilkår for IoT som IoT -platform, MQTT, Captive -portaler osv. Så lad os gå igennem det

• IoT -arkitekturen består i meget enkle ord af en integreret enhed og IoT -platform til at sætte enheden i skyen. Her bruger vi UbiDots IoT -platform til at visualisere sensordata.
• Håndtering af IP -indstillinger og brugeroplysninger kan være en hovedpine for brugeren. Hvad hvis brugeren vil ændre WiFi -legitimationsoplysningerne? Hvad hvis brugeren vil ændre DHCP/statisk IP -indstillinger? At blinke ESP32 hver gang er ikke pålideligt og ikke engang løsningen på disse problemer. Så vi går gennem den fangede portal for at gemme WiFi -legitimationsoplysninger og andre konfigurationer.
• MQTT er nu ved at blive et meget almindeligt begreb i IoT -verdenen. det har overgået anmodning og svar (HTTP) fra Publish and Subscribe på grund af den hurtige, robuste og slanke arkitektur.

Her i denne instruktive vil vi demonstrere.

• Giver WiFi og MQTT -legitimationsoplysninger ved hjælp af Captive Portal.
• Publicering og abonnement på flere sensordata til UbiDots.
• Læsning af sensordata fra trådløs tryk- og temperatursensor
• Hosting af en webformular fra ESP32.
• Læsning og skrivning fra SPIFFS ESP32.

Trin 1: Hardware- og softwarespecifikation

Hardware specifikation

• ESP32 WiFi/BLE
• Trådløs tryk- og temperatursensor

Softwarespecifikation

• Arduino IDE
• XCTU
• Labview Utility

Trin 2: Trådløse tryk- og temperatursensorer

Funktioner

• Industriel kvalitetssensor Trådløs tryktemperatursensor med lang rækkevidde
• Driftsområde 0 til 14000 mbar -40 ° til +85 ° C (-40 ° til 185 ° F)
• Konfigurerbar intern beregning Trykopløsning 0,012 til 0,065 mbar
• Konfigurerbar intern beregningstemperatur Opløsning 0,002 til 0,012 ° C
• Nøjagtighed ± 2,5 mbar, ± 2 ° C
• Output for absolut tryk, relativt tryk og relativ højdeændring
• 2 Mile Line-of-Sight Range med indbygget antenne
• Overlegen LOS-rækkevidde på op til 28 Miles med højgevinstantenner
• Grænseflade til Raspberry Pi, Microsoft® Azure®, Arduino og mere
• Trådløst netværksnetværk ved hjælp af DigiMesh®

Konfiguration af trådløs tryk- og temperatursensor ved hjælp af Labview Utility og XCTU

Sensoren kører i to tilstande

• Konfigurationstilstand: Konfigurer Pan -ID, forsinkelse, antal genforsøg osv. Mere om dette er uden for denne instrukss omfang og vil blive forklaret i næste instruerbare.
• Kørtilstand: Vi kører enheden i Kør -tilstand. Og for at analysere denne værdi bruger vi Labview Utility

Denne Labview UI viser værdierne i flotte grafer. Det viser de nuværende såvel som tidligere værdier. Du kan gå til dette link for at downloade Labview UI. klik på ikonet Kør i landingssidemenuen for at gå til kørselstilstand.

Trin 3: Tilslutning til WiFi

Vi bruger portalen til at gemme WiFi -legitimationsoplysningerne og til at svæve gennem IP -indstillingerne. For en detaljeret introduktion på den fangede portal kan du gå igennem følgende instruerbare.

Den fangede portal giver os mulighed for at vælge mellem statisk og DHCP -indstillinger. Bare indtast legitimationsoplysninger som Statisk IP, Subnetmaske, gateway og Wireless Sensor Gateway bliver konfigureret på denne IP.

En webside hostes, hvor en liste viser tilgængelige WiFi -netværk og der RSSI. Vælg WiFi -netværket og adgangskoden, og indtast Send. Legitimationsoplysningerne gemmes i EEPROM, og IP -indstillingen gemmes i SPIFFS. Mere om dette kan findes i denne instruktive.

Trin 4: Opsætning af UbiDots på ESP32

Her bruger vi trådløse tryk- og temperatursensorer med ESP 32 -enheden til at få oplysninger om temperatur og luftfugtighed. Vi sender dataene til UbiDots ved hjælp af MQTT -protokollen. MQTT følger en publicerings- og abonnementsmekanisme snarere end anmodning og svar. Det er hurtigere og mere pålideligt end HTTP. Dette fungerer som følger.

• Vi gør brug af Task Scheduler til at planlægge opgaven som at hente data fra sensorer, offentliggøre sensoraflæsninger, abonnere på MQTT -emne.
• Inkluder først opgaveplanlægningens overskriftsfiler, dens instans og planlægger opgaverne.
• Vi har planlagt to opgaver, der refererer til to forskellige kontroloperationer.

#define _TASK_TIMEOUT#inkluderer Planlægger ts; // --------- Opgaver ------------ // Opgave tSensor (4 * TASK_SECOND, TASK_FOREVER, & taskSensorCallback, & ts, false, NULL, & taskSensorDisable); Opgave tWiFi (10* TASK_SECOND, TASK_FOREVER, & taskWiFiCallback, & ts, false, NULL, & taskWiFiDisable);

• Opgave 1 er til aflæsning af sensorværdien, denne opgave kører i 1 sekund, indtil den når timeout på 10 sekunder.
• Når opgave1 når sin tid, opretter vi forbindelse til lokal Wifi- og MQTT -mægler.
• Nu er opgave 2 aktiveret, og vi deaktiverer opgave 1
• Opgave 2 er til offentliggørelse af sensordata til UbiDots MQTT -mægler, denne opgave kører i 20 sekunder, indtil den når timeout på 20 sekunder
• Når opgave 2 når sin timeout, er opgave 1 aktiveret igen, og opgave 2 er deaktiveret. Her får vi igen den opdaterede værdi, og processen fortsætter.

Læsning af I2C -sensordata

Vi får en 29-byte ramme fra de trådløse temperatur- og luftfugtighedssensorer. Denne ramme manipuleres for at få de faktiske temperatur- og fugtighedsdata

hvis (Serial1.available ())

{data [0] = Serial1.read (); forsinkelse (k); if (data [0] == 0x7E) {while (! Serial1.available ()); for (i = 1; i <36; i ++) {data = Serial1.read (); forsinkelse (1); } if (data [15] == 0x7F) /////// for at kontrollere, om recive -dataene er korrekte {if (data [22] == 0x06) //////// sørg for at sensortypen er korrekt {int cTemp = ((((data [24]) * 256) + data [25])); int16_t abs_pressure = ((((uint16_t) (data [26]) << 8) | data [27])*0,001); int rlt_pressure = ((((data [28]) * 256) + data [29]) * 0,001); int16_t delta_alt = ((((uint16_t) (data [30]) << 8) | data [31])*0,01); flydebatteri = ((data [18] * 256) + data [19]); flydespænding = 0,00322 * batteri; Serial.print ("Sensornummer"); Serial.println (data [16]); Serial.print ("Sensortype"); Serial.println (data [22]); Serial.print ("Firmwareversion"); Serial.println (data [17]); Serial.print ("Temperatur i Celsius:"); Serial.print (cTemp); Serial.println ("C"); Serial.print ("Absolut tryk:"); Serial.println (abs_pressure); Serial.print ("mbar"); Serial.print ("Relativt tryk:"); Serial.println (rlt_pressure); Serial.print ("mbar"); Serial.print ("Delta Altitude:"); Serial.println (delta_alt); Serial.print ("meter"); Serial.print ("ADC -værdi:"); Serial.println (batteri); Serial.print ("Batterispænding:"); Seriel.print (spænding); Serial.println ("\ n"); if (spænding <1) {Serial.println ("Tid til udskiftning af batteriet"); }}} andet {for (i = 0; i <36; i ++) {Serial.print (data ); Serial.print (","); forsinkelse (1); }}}}

Opretter forbindelse til UbiDots MQTT API

Inkluder header -filen til MQTT -processen

#omfatte

definere andre variabler for MQTT som klientnavn, mægleradresse, token -id

#define TOKEN "BBFF-************************************" // Dine Ubidots TOKEN#definere MQTT_CLIENT_NAME "****************************"

char mqttBroker = "things.ubidots.com";

char nyttelast [100]; char emne [150]; // opret variabel for at gemme token ID toke

Trin 5: Publicering af sensoraflæsninger til UbiDots

Opret variabler for at gemme forskellige sensordata og opret en char -variabel til at gemme emne

#define VARIABLE_LABEL_TEMPF "tempF" // Assosering af variabeletiketten #definere VARIABLE_LABEL_TEMPC "tempC" // Vurder variabeletiketten #define VARIABLE_LABEL_BAT "bat" #define VARIABLE_LABEL_HUMID "variable" //

char emne1 [100];

char emne2 [100]; char emne3 [100];

offentliggøre dataene til det nævnte MQTT -emne, vil nyttelasten se ud som {"tempc": {value: "tempData"}}

sprintf (emne1, "%s", ""); sprintf (emne1, "%s%s", "/v1.6/devices/", DEVICE_LABEL); sprintf (nyttelast, "%s", ""); // Renser nyttelast sprintf (nyttelast, "{"%s / ":", VARIABLE_LABEL_TEMPC); // Tilføjer værdien sprintf (nyttelast, "%s {" værdi / ":%s}", nyttelast, str_cTemp); // Tilføjer værdien sprintf (nyttelast, "%s}", nyttelast); // Luk ordbogens parenteser Serial.println (nyttelast); Serial.println (client.publish (emne1, nyttelast)? "Udgivet": "ikkeudgivet"); // Gør også det samme for andre emner

client.publish () offentliggør dataene til UbiDots

Trin 6: Visualisering af data

• Gå til Ubidots og log ind på din konto.
• Naviger til instrumentbrættet fra fanen Data, der er angivet øverst.
• Klik nu på ikonet "+" for at tilføje de nye widgets.
• Vælg en widget fra listen, og tilføj en variabel og enheder.
• Sensordataene kan visualiseres på instrumentbrættet ved hjælp af forskellige widgets.

Trin 7: Overordnet kode

Over -koden til HTML og ESP32 kan findes i dette GitHub -lager.

Credits

• ncd ESP32 breakout board.
• ncd trådløse tryk- og temperatursensorer
• pubber
• UbiDots
• Opgaveplanlægger