Aloittaminen pitkän kantaman langattomilla lämpötila- ja tärinäantureilla: 7 vaihetta

2024 Kirjoittaja: John Day | [email protected]. Viimeksi muokattu: 2024-01-30 08:59

Joskus tärinä aiheuttaa vakavia ongelmia monissa sovelluksissa. Koneen akseleista ja laakereista kiintolevyn suorituskykyyn tärinä aiheuttaa konevaurioita, varhaisen vaihdon, heikon suorituskyvyn ja aiheuttaa suuren osuman tarkkuuteen. Koneen tärinän valvonta ja aika ajoin analysointi voi ratkaista koneen osan varhaisten vaurioiden ja kulumisen ongelman.

Tässä ohjeessa työskentelemme IoT: n pitkän kantaman langattomien tärinä- ja lämpötila-antureiden parissa. Nämä ovat teollisuusluokan antureita, joilla on monia laajoja sovelluksia, kuten.

• Metallityöt
• Sähköntuotanto
• Kaivostoiminta
• Ruoka ja juoma

Joten tässä opetusohjelmassa käymme läpi seuraavat asiat:

• Langattomien anturien määrittäminen XCTU- ja Labview -käyttöliittymän avulla.
• Tärinän arvojen saaminen anturista.
• Xbee -laitteen ja xbee -protokollan toiminnan ymmärtäminen.
• WiFi -tunnistetietojen ja IP -määritysten määrittäminen kaappaajaportaalin avulla

Vaihe 1: Laitteisto- ja ohjelmistomääritykset

Laitteiston tekniset tiedot

• Langattomat tärinä- ja lämpötila -anturit
• Zigmo -vastaanotin
• ESP32 BLE/ WiFi -laite

Ohjelmiston tiedot

• Arduino IDE
• LabView -apuohjelma

Vaihe 2: Langattoman anturin ja Zigmo -vastaanottimen määrittäminen XCTU: n avulla

Jokainen IoT -laite tarvitsee tietoliikenneprotokollan laitteen asettamiseksi pilven yli ja langattoman rajapinnan luomiseksi eri laitteiden välille.

Tässä langattomat anturit ja Zigmo-vastaanotin käyttävät pienitehoista ja pitkän kantaman XBee-ratkaisua. XBee käyttää ZigBee -protokollaa, joka määrittää toiminnan 902-928 MHz: n ISM -kaistoilla.

Xbee voidaan määrittää XCTU -ohjelmiston avulla

1. Hae Xbee -laitetta tai lisää uusi Xbee -laite napsauttamalla vasemman yläkulman kuvaketta.
2. Laite näkyy vasemmassa sivupaneelissa.
3. kaksoisnapsauta laitetta nähdäksesi asetukset.
4. Napsauta nyt oikeassa yläkulmassa olevaa konsolikuvaketta
5. Näet arvon tulevan konsolin lähdöstä
6. Tässä saamme kehyksen, jonka pituus on 54 tavua
7. näitä tavuja manipuloidaan edelleen todellisten arvojen saamiseksi. Menettely todellisten lämpötila- ja tärinäarvojen saamiseksi mainitaan tulevissa vaiheissa.

Vaihe 3: Langattoman lämpötilan ja tärinän arvojen analyysi Labview -työkalun avulla

Anturi toimii kahdessa tilassa

• Konfigurointitila: Konfiguroi pan -tunnus, viive, uudelleenyritysten määrä jne. Lisätietoja tästä ei kuulu tämän ohjeen soveltamisalaan, ja se selitetään seuraavassa ohjeessa.
• Käyntitila: Käytämme laitetta Käynnissä -tilassa. Analysoidaksemme näitä arvoja käytämme Labview -apuohjelmaa

Tämä Labview -käyttöliittymä näyttää arvot kauniina kaavioina. Se näyttää nykyiset ja menneet arvot. Voit ladata Labview -käyttöliittymän tästä linkistä.

napsauta Suorita -kuvaketta aloitussivuvalikosta siirtyäksesi ajotilaan.

Vaihe 4: DHCP/staattisen IP -asetusten määrittäminen Captive Portal -ohjelman avulla

Käytämme kaappaajaportaalia WiFi -kirjautumistietojen tallentamiseen ja osoittimen siirtämiseen IP -asetusten kautta. Jos haluat yksityiskohtaisen johdannon vankeusportaalissa, voit käydä läpi seuraavan ohjeen.

Vankeusportaali antaa meille mahdollisuuden valita staattisten ja DHCP -asetusten välillä. Kirjoita vain tunnistetiedot, kuten staattinen IP, aliverkon peite, yhdyskäytävä ja langaton anturiväylä määritetään kyseiselle IP -osoitteelle.

Vaihe 5: WiFi -asetusten tallentaminen Captive Portalin avulla

Verkkosivua isännöidään, jossa on luettelo käytettävissä olevista WiFi -verkoista ja siellä olevasta RSSI: stä. Valitse WiFi -verkko ja salasana ja kirjoita Lähetä. Kirjautumistiedot tallennetaan EEPROMiin ja IP -asetus SPIFFS -tiedostoon. Lisätietoja tästä oppaasta.

Vaihe 6: Anturilukujen julkaiseminen UbiDotsiin

Tässä käytämme langattomia lämpötila- ja tärinäantureita ESP 32 -yhdyskäytävävastaanottimen kanssa lämpötila- ja kosteustietojen saamiseksi. Lähetämme tiedot UbiDotsille käyttäen MQTT -protokollaa. MQTT noudattaa julkaisu- ja tilausmekanismia pikemminkin kuin pyyntöä ja vastausta. Se on nopeampi ja luotettavampi kuin HTTP. Tämä toimii seuraavasti.

Langattoman anturin tietojen lukeminen

Saamme 29 tavun kehyksen langattomilta lämpötila- ja tärinäantureilta. Tätä kehystä käsitellään todellisen lämpötilan ja tärinätietojen saamiseksi

if (Serial2.available ()) {data [0] = Serial2.read (); viive (k); if (data [0] == 0x7E) {Serial.println ("Got Packet"); while (! Serial2.available ()); for (i = 1; i <55; i ++) {data = Serial2.read (); viive (1); } if (data [15] == 0x7F) /////// tarkistaaksesi, että recive -tiedot ovat oikein {if (data [22] == 0x08) //////// varmista, että anturin tyyppi on oikein {rms_x = ((uint16_t) (((data [24]) << 16) + ((data [25]) << 8) + (data [26]))/100); rms_y = ((uint16_t) (((data [27]) << 16) + ((data [28]) << 8) + (data [29]))/100); rms_z = ((uint16_t) (((data [30]) << 16) + ((data [31]) << 8) + (data [32]))/100); max_x = ((uint16_t) (((tiedot [33]) << 16) + ((tiedot [34]) << 8) + (tiedot [35]))/100); max_y = ((uint16_t) (((data [36]) << 16) + ((data [37]) << 8) + (data [38]))/100); max_z = ((uint16_t) (((data [39]) << 16) + ((data [40]) << 8) + (data [41]))/100);

min_x = ((uint16_t) (((tiedot [42]) << 16) + ((tiedot [43]) << 8) + (tiedot [44]))/100); min_y = ((uint16_t) (((data [45]) << 16) + ((data [46]) << 8) + (data [47]))/100); min_z = ((uint16_t) (((data [48]) << 16) + ((data [49]) << 8) + (data [50]))/100);

cTemp = ((((data [51]) * 256) + data [52])); kelluva akku = ((data [18] * 256) + data [19]); kelluva jännite = 0,00322 * akku; Serial.print ("Anturin numero"); Serial.println (tiedot [16]); Serial.print ("Anturityyppi"); Serial.println (tiedot [22]); Serial.print ("Laiteohjelmistoversio"); Serial.println (tiedot [17]); Serial.print ("Lämpötila celsiusasteina:"); Serial.print (cTemp); Serial.println ("C"); Serial.print ("RMS-tärinä X-akselilla:"); Serial.print (rms_x); Serial.println ("mg"); Serial.print ("RMS-tärinä Y-akselilla:"); Serial.print (rms_y); Serial.println ("mg"); Serial.print ("RMS-tärinä Z-akselilla:"); Serial.print (rms_z); Serial.println ("mg");

Serial.print ("Min. Tärinä X-akselilla:");

Sarjanjälki (min_x); Serial.println ("mg"); Serial.print ("Min. Tärinä Y-akselilla:"); Sarjanjälki (min_y); Serial.println ("mg"); Serial.print ("Min. Tärinä Z-akselilla:"); Sarjanjälki (min_z); Serial.println ("mg");

Serial.print ("ADC -arvo:");

Serial.println (akku); Serial.print ("Akun jännite:"); Sarjajälki (jännite); Serial.println ("\ n"); if (jännite <1) {Serial.println ("Aika vaihtaa akku"); }}} else {for (i = 0; i <54; i ++) {Serial.print (data ); Serial.print (","); viive (1); }}}}

Yhdistetään UbiDots MQTT -sovellusliittymään

Sisällytä MQTT -prosessin otsikkotiedosto

#include "PubSubClient.h"

määritä muut muuttujat MQTT: lle, kuten asiakkaan nimi, välittäjän osoite, tunnuksen tunnus (haemme tunnuksen tunnusta EEPROMista)

#define MQTT_CLIENT_NAME "ClientVBShightime123" char mqttBroker = "things.ubidots.com"; hiilen hyötykuorma [100]; char -aihe [150]; // luo muuttuja tallentaaksesi tunnuksen tunnuksen String tokenId;

Luo muuttujia eri anturitietojen tallentamiseen ja luo char -muuttuja aiheen tallentamiseen

#define VARIABLE_LABEL_TEMPF "tempF" // Muuttujan tunnisteen määrittäminen #define VARIABLE_LABEL_TEMPC "tempC" // Muuttujan tunnisteen määrittäminen #define VARIABLE_LABEL_BAT "bat" #define VARIABLE_LABEL_HUMID "kostea muuttuja" // Assing

char topic1 [100];

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

julkaise tiedot mainitussa MQTT -aiheessa, hyötykuorma näyttää tältä: {"tempc": {value: "tempData"}}

sprintf (topic1, "%s", ""); sprintf (topic1, "%s%s", "/v1.6/devices/", DEVICE_LABEL); sprintf (hyötykuorma, "%s", "");

// Puhdistaa hyötykuorman sprintf (hyötykuorma, "{"%s / ":", VARIABLE_LABEL_TEMPC);

// Lisää arvon sprintf (hyötykuorma, "%s {" arvo / ":%s}", hyötykuorma, str_cTemp);

// Lisää arvon sprintf (hyötykuorma, "%s}", hyötykuorma);

// Sulkee sanaston hakasulkeet Serial.println (hyötykuorma);

Serial.println (client.publish (aihe1, hyötykuorma)? "Published": "notpublished");

// Tee sama myös muille aiheille

client.publish () julkaisee tiedot UbiDotsissa

Vaihe 7: Tietojen visualisointi

• Siirry Ubidotsiin ja kirjaudu tiliisi.
• Siirry hallintapaneeliin ylhäällä olevasta Tiedot -välilehdestä.
• Napsauta nyt "+" -kuvaketta lisätäksesi uudet widgetit.
• Valitse widget luettelosta ja lisää muuttuja ja laitteet.
• Anturitiedot voidaan visualisoida kojelaudalla eri widgetien avulla.

Yleinen koodi

HTML- ja ESP32 -tiedostojen ylikoodi löytyy tästä GitHub -arkistosta.

1. ncd ESP32 katkaisulauta.
2. ncd Langattomat lämpötila- ja kosteusanturit.
3. pubiasiakas
4. UbiDots