Comunicação IoT Com a Dragonboard 410C: 5 trin

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

É bastante comum desenvolver ou, até mesmo, comprar um produto IoT para a sua casa. Abrir uma cortina, ligar uma tomada, ajustar a temperatura de um ambiente, monitoramento de segurança, entre outros benefícios de equipamentos IoT.

Agora, seria interessante transformar esses alertas das "coisas" da sua casa, em solicitações de serviço, e ainda melhor, em serviços que você conhece e que já está acostumado. O comerciante "zé da água" não tem condições de entrar num grande marketplace para vender a sua água e tão pouco ter recursos para adquirir e manter um sistema de pedidos.

Para que você bruge serviços como o do seu 'Zé da água', que você semper confiou, será mostrado como montar a base de uma plataforma IoT com a dragonboard, para resolver essa comunicação.

Trin 1: Forbered en Sua Dragonboard 410C

Neste passo vamos forbereder en nossa Drabonboard 410C for tornar o gateway da nossa estrutura IoT dentro da sua casa.

Først og fremmest installeres systemet. Caso você opte por utilizar localização GPS, que ajudará muito o cliente no momento de registro, sugerimos que instale o systemema operationel Linaro 17.04.1, caso contrário, veja as opçõeses na na página da Dragonboard 410C da 96boards, næste link.

Du kan også installere en systematisk drift, installere en biblioteca libmraa til en udnyttelse af GPIO'er fra Dragonboard 410C. Para isso, você deve seguir os passos abaixo (abra o console do seu sistema operacional para executar os comandos):

Pré requisitos libmraa

• sudo apt-get opdatering
• sudo apt-cache søgning pcre
• sudo apt-get install libpcre3-dev
• sudo apt-get install git
• sudo apt-get install cmake
• sudo apt-get install python-dev
• sudo apt-get install swig

Instalação mraa

• sudo git klon
• sudo mkdir mraa/build && cd $ _
• sudo cmake.. -DBUILDSWIGNODE = FRA
• sudo lave
• sudo foretag installation

Para utilizar a biblioteca com Python, que é o caso deste instructable, vamos adicionar o export da nossa variavel de ambiente do Python para a biblioteca. Para isso, brug den tekstredaktør, der foretrækker, at vi kan passere abaixo, eller bruge VIM:

• sudo vim ~/.bashrc
• pressione a teclar i, para iniciar a edição do arquivo
• Adicionar a linha seguinte no final do arquivo: export PYTHONPATH = $ PYTHONPATH: $ (dirname $ (find /usr /local -name mraa.py))
• pressione ESC para sair da edição do arquivo e digite ': x!' e enter para salvar e sair do arquivo.

Com isso já conseguimos utilizar a biblioteca mraa com Pyhton.

Agora, vi kan også installere softwarer til at lette GPS -søgning (lembrnado que para a utilização dessa parte, recomendamos o uso do system system operationel Linaro 17.04.1). Ingen konsol, udfør o comando abaixo:

sudo apt-get install gnss-gpsd gpsd gpsd-klienter

Para testar, execute o código abaixo, também no seu console:

gpsmon –n

OBS: A antena interna da Drabonboard é para ser utilizada fora de cases e em locais mais abertos. Até mesmo em locais abertos, a leitura pode demorar de 5 a 10 minutos, então não fique preocupado se não exibir as informações prontamente.

Pensando no projeto, com certeza iremos encapsular o (s) hardware (s) num case, e no menor dos cenários, este case estará dentro de uma casa ou apartamento. Para resolver, podemos utilizar antenas externas, tanto para wi-fi, quanto para o GPS.

OBS: A instalação da antena externa não é um procedimento tão simples para quem não tem familiaridade com procedimentos de soldagem com SMD, portanto, procure um serviço especializado se nødvendário.

Para realizar o switch do das antenas internas para externas, será needsário seguir os procedimentos que a Qualcomm disponibilizou no documento deste link.

OBS: Det er muligt at bruge komponenterne (kondensatorer, modstande og industrier) til internettet. Flere oplysninger om antenner, der kan bruges til at sammenligne et websted med SmartCore.

Para que nosso gateway não fique dependente de uma configuração e conexão wifi, com a internet, iremos utilzar um módulo GSM. Os GSM eksterne, geralmente necessitamam uma tensão estável e específica, então vamos criar uma saída de alimentação diretamente da entrada de alimentação da Dragonboard 410C.

På billedet kan du skifte til, hvordan vi kan bruge det til at bruge et modul til GSM (ATENÇÃO COM A POLARIDADE).

Para realizar a comunicação interna, iremos utilizar o protocolo MQTT, e definir a Dragonboard 410C como hotspot. Du kan også installere softwaren Mosquitto for tornar and nossa placa um broker mqtt, com and execução da linha abaixo no seu console:

sudo apt-get install mosquitto

Com isso o software já estará instalado e ativo.

For at definere et Dragonboard 410C som et hotspot, kan du også se følgende:

• Klik på ikonen for at redigere ingen canto inferior direito
• Klik på 'Rediger forbindelser'
• Vælg "Netværksforbindelser", klik på "Tilføj"
• Vælg en til Wi-Fi, og klik på 'Opret'
• Ao abrir a tela de konfiguração da rede, insira um nome em SSID
• Na mesma tela mude for 'Hotspot' no campo 'Mode'
• Caso queira inkluir uma senha para a rede, configure-a na aba 'Wi-fi Security'
• For at afslutte klik på 'Gem'

Agora qualquer dispositivo pode se conectar à rede exclusiva da Dragonboard 410C, e utilizar o seu broker para publicar e subscrever.

Com estes preparos acima, estamos prontos para seguir com o desenvolvimento.

Trin 2: Forbered en Sua Cloud API

Este passo é algo que depende muito de projeto para projeto. Pode ser que præcis ser feita do zero, ou o cloud já existe com a necessidade de criar or mecanismo de API, ou até mesmo já ter uma API pronta para utilizar.

Vamos descrever um passo a passo para iniciar uma API básica, men menos para o teste deste instructable. Caso queira seguir um tutorial mais completeo, sugiro ver o artigo deste link. Em todo caso, sugiro desenvolver algo mais estruturado, caso a finalidade do projeto seja comercial.

Primeiramente, precisamos de um lugar para colocarmos a nossa API, e para não termos gastos com estes testes, iremos utilizar and plataforma Heroku. Siga os passos para iniciar a sua aplicação:

• Adgang til webstedet da Heroku, por este link
• Klik på 'Tilmeld dig', ingen kan overvåge den, para iniciar o seu registro
• Åbning af registret, em sua dashboard, klik på 'Ny' og escolha og opção 'Opret ny app'
• Insira um nome para a sua aplicação
• Em seguida, klik på 'Opret app'
• Seu app está pronto, podendo ver seu funcionamento clicando em 'Open App', no canto superior dirento
• Instale o Heroku Cli, para fazer os deployer para a sua aplicação, seguindo and instrução para seu system system operationel, de acordo com a documentação deste link
• Agora você deverá seguir as instruçõeses deploy for paraççar o desenvolvimento da sua API, disponível em

Det kan også bruges til at lave pasta, men også til en API. Agora kan også installeres på NodeJS og en Framework Express, som også kan bruges til følgende:

• curl -sL https://deb.nodesource.com/setup_11.x | sudo -E bash -
• sudo apt -get install -y nodejs
• sudo apt-get install npm
• Caso não esteja utilizando uma distribuição Linux que utilize o Advanced Packaging Tool (APT), ou outro system system operationel, konsulte o link
• Agora udfør npm installer express -generator -g
• Acesse o diretório que foi realizado os procedimentos da aplicação da Heroku com 'cd _PASTA_SEU_APP_'
• Inicie a aplicação node com 'npm init', e os outros comandos abaixo
• cd../
• ekspres _PASTA_SEU_APP_
• cd _PASTA_SEU_APP_
• npm installation

Para deixar dois endpoints preparados, um de GET e um de POST, siga os passo abaixo:

• Acesse a pasta 'ruter'
• abra o arquivo 'index.js'
• Inclua o trecho de código abaixo, que irá adicionar as rotas na raiz da sua aplicação para os dois métidos (GET e POST):

router.get ('/', function (req, res, next) {res.setHeader ('Content-Type', 'application/json'); res.send (JSON.stringify ({msg: 'Hello API'}, null, 3));}); router.post ('/', funktion (req, res, næste) {var msg = 'tom'; hvis (typeof req.body.msg! = 'undefined') msg = req.body.msg; res.setHeader ('Content-Type', 'application/json'); res.send (JSON.stringify ({msg: msg}, null, 3));});

Agora você realisere o implementere seu app til en Heroku:

• heroku login
• git tilføj.
• git commit -am "initial commit"
• git push heroku master

Com isso você já tem seus endpoints de testes prontos. For testar os endepunkter sugerimos installer o software Postman, næste link. Insira a url da seu app (Ex: https://_SEU_APP_.herokuapp.com/) e selecione o método GET ou POST, klik på 'SEND'. Para o método POST, og følg os:

• Klik på aba 'Body'
• Vælg en opção 'x-www-form-urlencoded
• Insira o key 'msg'
• Em Value, pode inserir qualquer mensagem

Com essas instruções temos and nossa API de testes pronta para o uso.

Trin 3: Instalando E Manipulando O Modulo GSM

For at afhænge af et forbrug af Wifi, kan vi også bruge en GSM -kommunikation til en ny bruger til at bruge en API, der ikke har noget trin foran.

Vi kan også anvende moduler til GSM -homologer, der kan bruges til at teste en række eksempler, der kan bruges til simpele eksempler, og vi kan også bruge en simulator til SIM800L. Este modulo foi producido e distribuído em massa pelo fabricando, mas sem qualquer homologação, tanto que não está disponível no site do fabricando.

Vamos às conexões físicas, entre o modulo GSM and a nossa Dragonboard 410C.

Som et trin 'Forbered et sug Dragonboard', kan du regelmæssigt bruge et modul. Para isso utilizaremos um regulador de tensão step down, para diminuir and tensão de entrada. Utilizamos o Regulador De Tensão Stepdown Buck Conversor Dc Lm2596 3a Nf, para este teste

Vi kan også se, hvordan vi kan realisere følgende:

• Opret en positiv indretning af Dragonboard, som et trin 'Forbered et sug Dragonboard', og opret en indgang 'IN +' til regulator de tensão
• Opret en negativ af Dragonboard, som et trin 'Forbered et Dragonbord', og konverter en 'IN -' til regulator de tensão
• VIGTIGT: Ligue a Dragonboard, en regule com a auxilio de uma chave de fenda, regule o trimpot para que a saída (OUT + e OUT -) tenha 4.2V. Siga adiante apenas se a saída estiver com esse valor. Caso seja utilizado outro modulo GSM, verifique and tensão adequada. Este passo deve ser repetido, semper que houver inclusão de um hardware, pois pode haver variação.
• Oprette en regulator af spændingen 'OUT +' ingen pino VCC, der viser et billede af det største trin
• Opret en regulator for spændingen 'OUT -' no pino GND, indicating to the capa deste step
• Konstruer o pino RXD til modulo GSM no pino 5 UART 0 TX da Dragonboard, der kan vise et trin for trin
• Oprettelse af en TXD til modul GSM no pino 7 UART 0 RX da Dragonboard, der kan vise trin for trin
• Konstruer o pino GND til modulo GSM no pino 1, 2, 39 OU 40 GND da Dragonboard, ambos indicados nas capens deste step. Isto é fundmental para estabilizar o tráfego de dados for RX TX

OBS: Det er ikke muligt at oprette en antenne uden GSM -moduler, netværker eller IPX -ANT, der kan vise et trin for trin.

Agora vamos ao software. Du kan også bruge biblioteca til at installere anteriormente, for at realisere en seriel entre eller modul til GSM og en Dragonboard 410C.

Siga os passos para importar a biblioteca and testar a comunicação com o modd:

• Crie um arquivo com a extensão.py, como sugestão 'gsm.py'
• No arquivo, inicie importando a biblioteca mrra, e também a biblioteca time para definir forsinkelser

import mraa

Defina uma variável para o caminho da UART que conectamos or modulo GSM

port = '/dev/tty96B0'

Instancie a UART com ajuda da biblioteca mraa

uart = mraa. Uart (port)

Crie uma função para enviar para os comando AT para o modulo GSM

def skrive (msg):

uart.write (bytearray (str (msg)+'\ n', 'utf-8'))

Crie um loop para fazer a leitura do modulo GSM

mens True: r = uart.read (128) hvis r! = '': print (r.decode ('UTF-8')) i = str (input ()) skriv (i) time.sleep (0.5)

• Salve o arquivo e volte para o console
• Udfør o arquivo

python gsm.py

Digite 'AT', e se tudo conectado corretamente, você irá receber na tela a mensgem 'OK'

Para que nosso módulo não dependa de digitarmos cada comando AT - encontrados next link - faremos duas funções, uma que irá realizar and conexão com a APN e outra que irá consumir a nossa API.

A primeira função será de conexão:

def connect ():

time.sleep (0,5) skriv ("AT") time.sleep (0,5) skriv ('AT+CREG = 1') time.sleep (0,5) skriv ('AT+COPS = 2') time.sleep (0,5) write ('AT+SAPBR = 3, 1, "Contype", "GPRS"') time.sleep (0.5) skriv ('AT+SAPBR = 3, 1, "APN", "*****"') time.sleep (0,5) skriv ('AT+SAPBR = 3, 1, "BRUGER", "*****"') time.sleep (0,5) skriv ('AT+SAPBR = 3, 1, "PWD", "*****" ') time.sleep (0.5) skriv (' AT+SAPBR = 1, 1 ') time.sleep (0.5) skriv (' AT+SAPBR = 2, 1 ') time.sleep (6)

Sugiro que rode cada comanda antes de utilizar esta função. Segue algumas observações sobre estes comandos:

• Para definir corretamente o valor do comando AT+COPS, que serve para selecionar a sua rede, primeiro execute AT+COPS = ?, aguarde que apareça as redes disponíveis, e altere o valor na função connect () para o indexador da sua rede exibida após o comando AT_COPS =?
• Os comandos de definição da APN estão com asteriscos pois depende de cada operadora do SIM Card, procure se informationar com a operador para saber qual o endereço da APN, usuário e senha.
• Reparer que a cada

Agora vamos implementer a função que irá enviar consumir a nossa API:

def send (p, m, d = ''):

skriv ('AT+HTTPINIT') time.sleep (0.5) skriv ('AT+HTTPSSL = 1') time.sleep (0.5) skriv ('AT+HTTPPARA = "CID", 1') time.sleep (0.5) write ('AT+HTTPPARA = "URL", "_URL_APP_HEROKU _/'+p+'"') time.sleep (0.5) write ('AT+HTTPPARA = "USERDATA", "Authorization: Bearer ******** ********* / r / n "') time.sleep (0,5) hvis m ==' GET ': skriv (' AT+HTTPACTION = 0 ') andet: skriv (' AT+HTTPPARA = "INDHOLD", "application/x-www-form-urlencoded" ') time.sleep (0.5) skriv (' AT+HTTPDATA = '+str (len (d))+', 10000 ') time.sleep (0,5) skrive (str (t)) time.sleep (10) skrive ('AT+HTTPACTION = 1') time.sleep (6) skrive ('AT+HTTPTERM')

Segue algumas observações para estes comandos:

• En funce recebe 3 parametros. 'p' para o path que será executado da sua API, 'm' para o método que você irá utilizar da sua api (GET/POST/…), e 'd' para os dados enviados em caso do método não for GET
• O 'kommandoen' AT+HTTPS 'er valgfri, uden brug af SSL
• O argumento 'm' deverá ser enviado no formato querystring (Ex: msg = ola+dragonboard & arg2 = teste &…)
• O comando 'AT+HTTPPARA = "USERDATA …" er valgfrit, og det kan bruges til at definere en bestemt header uden anmodning

Mais uma vez sugiro rodar cada comando, individualmente e em ordem, antes da utilização.

Antes de adquirir seu SIM Card, consulte as a operadora trabalha com a mesma technologia que o modulo GSM que você estiver utilizando, mas é aconselhável utilizar o SIM Card de empresas specializadas em comunicação IoT, por questõeses kompatibilidade, custos e praticid.

Com as configurações and implementações acima, estamos prontos para nos comunicarmos com a nuvem através da nossa Dragonboard 410C.

Trin 4: Forberedelse Dispositivos Para Se Comunicar Com a Dragonboard

Neste passo, iremos utilizar and placa de prototipagem NODEMCU ESP8266 ESP-12, como exemplo. Esta e qualquer outra placa de prototipagem, como o nome já diz, é ótima para protótipos, mas no momento em que o hardware for definido como produto, deve ser desenvolvido um complexo dedicado. Este módulo já possui WiFi, então irá facilitar and comunicação.

Para nos comunicarmos com a nossa Dragonboard 410C, præcist indeholder 2 bibliotecas:

• ESP8266WiFi> biblioteca para ativar a conexão da placa
• PubSubClient> biblioteca para realizar a comunicação com o broker MQTT

Defina como variáveis globais, som definerer da rede Wi-fi e do broker, ambos da nossa Dragonboard 410C:

• const char* SSID = "_REDE_DRAGONBOARD_"; // Nogen kan definere Hotspot og Dragonboard
• const char* PASSWORD = ""; // Insira o valor da senha se houver definido na configação do Hotspot
• const char* BROKER = "_IP_DRAGONBOARD_"; // Udfør 'ip a' på en anden måde Dragonboard para descobrir o ip da rede interna

Crie o objeto de rede Wi-fi da placa e instancie o client MQTT com este objeto:

• WiFiClient espWIFI;
• PubSubClient MQTT (espWIFI);

Efter installationen kan du f.eks. Bruge WIFI og en kommunal MQTT:

• WiFi. Begyndt (SSID, PASSWORD);
• MQTT.setServer (BROKER, 1883);
• MQTT.setCallback (callback_mqtt); // Caso você faça subscribe em algum tópico

No sua função de loop, adicione and linha abaixo para que o MQTT entre em loop:

MQTT.loop ();

Você pode criar uma função de verificação de conexão de WIFI e do broker, para não ter problemas com intermitência. Para isso crie um função com as linhas abaixo, e chame-a na função de loop:

void checkConnections () {

hvis (! MQTT.connected ()) mens (! MQTT.connected ());

hvis (WiFi.status ()! = WL_CONNECTED) {WiFi.begin (SSID, PASSWORD); mens (WiFi.status ()! = WL_CONNECTED);}

}

E finalmente, iremos enviar algum dado para a Drabonboard 410C, com o seguinte comando:

MQTT.publish ('_ NOME_DO_TOPICO_', "Ola Dragonboard");

Du kan også bruge detaljer til eksempler på sensorer og lignende osv. Basta incluir esta linha onde necessário, que os dados serão enviados para a seu broker.

Voltando para a nossa Dragonboard410C, vamos criar um arquivo teste em python, para checarmos os dados recebidos pelo broker, mas antes, vamos instalar uma biblioteca que nos auxiliará na conexão do broker. Para isso execute as linhas abaixo no console da Dragonboard 410C:

• sudo apt-get install python pip
• pip installer paho-mqtt

Agora vamos criar um arquivo python com o nome, como exemplo, mqtt.py. Nele vamos definir algumas funções que serão explicadas a seguir:

import paho.mqtt.client som mqttimport sys

Mægler = "_IP_DRAGONBOARD_" port = 1883 timeout = 60 TopicSubscribe = "_MESMO_TOPICO_DISPOSITIVO_EXTERNO_"

def onConnect (klient, brugerdata, flag, rc): client.subscribe (TopicSubscribe)

def onMessage (klient, brugerdata, msg): message = str (msg. payload) print (meddelelse)

prøv: client = mqtt. Client () client.on_connect = onConnect client.on_message = onMessage client.connect (mægler, port, timeout) client.loop_forever () undtagen: sys.exit (0)

Neste arquivo vamos definimos duas funções, a 'onConnect' que será chamada no momento em que houver conexão com o broker, e a função 'onMessage' que será executada quando houver mensagem recebida nos subsribes definidos na função 'onConnect'.

Udfør o arquivo com 'python mqtt.py', e se todas as conexões anteriores estiverem sido realizadas com sucesso, você receberá na sua tela os dados que estão sendo enviados pelo seu dispositivo externo, no caso deste exemplo, pelo NODEMCU.

Bemærk! Então é neste ponto que você tratará os dados recebidos e no momento certo, enviará via GSM para a sua API, pela função 'send' do seu arquivo de teste gsm.py, que criamos no passo 'Instalando e manipulando o modulo GSM'.

Uma observação importante: Para realizar a alimentação da placa NODEMCU ESP8266 ESP-12, em especifico, sugiro que consultem o documento deste link. Muito cuidado næste momento, pois uma simples falha de inversão de polos pode queimar a placa, mas caso isso aconteça a boa noticia é que tem um preço que facilita a troca rapidamente.

Trin 5: Considerações Finais

Se estiver tudo configurado como descritos nos steps anteriores, você já está comunicando o seu dispositivo IoT com o mundo, com auxilio da sua Dragonboard 410C. É importante ressaltar que next instructable foram mencionados vários hardwares e software, mas apenas para fins de exemplifico. Os sensores e outros recursos que serão utilizados no dispositivo externo, todo o preparo and implementação da sua API Cloud, os recursos de hardware ligados à Dragonboard, e também a forma com que us dados são tratados, fica a critério de quem for executar o projeto. Para definir como produto final, sugerimos apĺicar as tecnologias e procedimentos adequados para tal

O uso de apps e aplicações de gestão, para os comerciantes ligados aos serviços, deixamos em aberto também, bastando trabalhar bem a sua API, e a consumindo através destas frentes.