Amazon AWS IoT: n ja ESP8266: n käytön aloittaminen: 21 vaihetta

2024 Kirjoittaja: John Day | [email protected]. Viimeksi muokattu: 2024-01-30 09:01

Tämä projekti näyttää, kuinka voit ottaa ESP8266 -moduulin ja liittää sen suoraan AWS IOT -järjestelmään Mongoose -käyttöjärjestelmän avulla. Mongoose OS on avoimen lähdekoodin käyttöjärjestelmä mikro -ohjaimille, joka korostaa pilviyhteyttä. Sen on kehittänyt Dublinissa toimiva sulautettu ohjelmistoyritys Cesanta, ja projektin lopussa sinun pitäisi pystyä mittaamaan lämpötila- ja kosteusarvot DHT11-lämpötila-anturista ja julkaisemaan se AWS IOT -alustalla

Tätä hanketta varten tarvitsemme:

 ESP8266-pohjainen NodeMCU-kortti

 DHT 11 -lämpötila -anturi

 Mongoose OS vilkkuva työkalu

 USB -kaapeli NodeMCU -kortin liittämiseksi tietokoneeseen

 Jumber -johdot

 AWS -tili, jota aiot käyttää

Vaihe 1: ESP8266-pohjainen NodeMCU-kortti

ESP8266 on Espressif Systemsin suunnitteleman mikro -ohjaimen nimi. ESP8266 itsessään on itsenäinen Wi-Fi-verkkoratkaisu, joka tarjoaa sillan olemassa olevasta mikro-ohjaimesta Wi-Fi-verkkoon, ja se pystyy myös suorittamaan itsenäisiä sovelluksia. Tässä moduulissa on sisäänrakennettu USB-liitin ja laaja valikoima pin-out-liittimiä. Mikro -USB -kaapelilla voit liittää NodeMCU devkit -laitteen kannettavaan tietokoneeseesi ja vilkuttaa sitä ilman ongelmia, aivan kuten Arduino

Erittely

• Jännite: 3.3V.

• Wi-Fi Direct (P2P), pehmeä tukiasema.

• Virrankulutus: 10uA ~ 170mA.

• Kiinnitettävä flash -muisti: enintään 16 Mt (512 kt normaali).

• Integroitu TCP/IP -protokollapino.

• Prosessori: Tensilica L106 32-bit.

• Prosessorin nopeus: 80 ~ 160 MHz.

• RAM: 32K + 80K.

• GPIO: t (17 (multipleksoitu muilla toiminnoilla)).

• Analoginen digitaaliseen: 1 tulo, jonka tarkkuus on 1024 askelta.

• +19,5 dBm lähtöteho 802.11b -tilassa

• 802.11 -tuki: b/g/n.

• Suurimmat samanaikaiset TCP -yhteydet: 5

Vaihe 2: Pin -kaavio

Vaihe 3: DHT11 - Kosteus- ja lämpötila -anturi

DHT11 on edullinen digitaalinen lämpötila- ja kosteusanturi. Se käyttää kapasitiivista kosteusanturia ja termistoria ympäröivän ilman mittaamiseen ja sylkee digitaalisen signaalin datanapille (ei tarvita analogisia tulonappeja). Se on melko yksinkertainen käyttää, mutta vaatii huolellisen ajoituksen tietojen keräämiseen. Tämän anturin ainoa todellinen haittapuoli on, että voit saada siitä uusia tietoja vain kerran 2 sekunnissa

ominaisuudet

 Koko alueen lämpötila kompensoitu

 Suhteellisen kosteuden ja lämpötilan mittaus

 Kalibroitu digitaalinen signaali

 Erinomainen vakaus pitkällä aikavälillä

 Lisäosia ei tarvita

 Pitkä siirtoetäisyys

 Pieni virrankulutus

Viestintäprosessi (yksijohtiminen kaksisuuntainen)

Mielenkiintoinen asia tässä moduulissa on protokolla, joka käyttää tietojen siirtämiseen. Kaikki anturilukemat lähetetään yhdellä johdinväylällä, mikä vähentää kustannuksia ja pidentää etäisyyttä. Jotta voit lähettää tietoja väylän kautta, sinun on kuvattava tietojen siirtotapa, jotta lähetin ja vastaanotin ymmärtävät toistensa sanomisen. Tätä protokolla tekee. Se kuvaa tapaa, jolla tiedot lähetetään. DHT-11: ssä 1-johtiminen dataväylä vedetään vastuksella VCC: hen. Joten jos mitään ei tapahdu, väylän jännite on sama kuin VCC. Viestintämuoto voidaan jakaa kolmeen vaiheeseen

1) Pyydä

2) Vastaus

3) Tietojen lukeminen

Vaihe 4: Johdanto Mongoose -käyttöjärjestelmään

Mongoose OS on avoimen lähdekoodin käyttöjärjestelmä pienille sulautetuille järjestelmille. Se on suunniteltu toimimaan laitteilla, kuten mikro -ohjaimilla, joilla on usein rajoitetusti muistia kymmeniä kilotavuja, samalla kun se paljastaa ohjelmointirajapinnan, joka tarjoaa pääsyn nykyaikaisiin API -rajapintoihin, jotka tavallisesti löytyvät tehokkaammista laitteista. Mongoose-käyttöjärjestelmää käyttävä laite voi käyttää käyttöjärjestelmiä, kuten tiedostojärjestelmiä ja verkostoitumista, sekä korkeamman tason ohjelmistoja, kuten JavaScript-moottoria ja pilvikäyttöliittymiä.

Mongoose OS vilkkuva työkalu

Välkkyvää työkalua käytetään Mongoose -käyttöjärjestelmän vilkkumiseen ESP8266: ssa. Hanki ensin yksi tuetuista levyistä, kuten ESP8266 NodeMCU, ja liitä se tietokoneeseen, ja toimi seuraavasti:

 Siirry Mongoose -käyttöjärjestelmän lataussivulle ja lataa Mos -työkalu. (Mutta tässä projektissa aiomme käyttää Mongoose OS: n vanhempaa versiota)

 Suorita Mos (Mongoose OS) -asennustiedosto ja noudata ohjattua asennustoimintoa:

Vaihe 5: Ohjattu Mongoose -asennustoiminto

Vaihe 6: Laitteen tila - verkossa

Kun olet suorittanut kolme vaihetta, saat alla olevan viestin ja laitteen tila siirtyy online -tilaan. Nyt ESP8266 -moduulimme pystyy kommunikoimaan kaikkien etälaitteiden kanssa

Vaihe 7: Hanki laite AWS IOT: lle

Ennen kuin voimme lähettää tapahtumia AWS: lle, meidän on pystyttävä muodostamaan suojattu yhteys AWS IOT: iin. Tätä varten meidän on varustettava ESP AWS -varmenteilla. Valitse ohjatussa Mongoose OS -asennusohjelmassa Device Config -valikko ja valitse sitten sopiva AWS -alue ja AWS -ympäristösi AWS -käytäntö. Napsauta Provision with AWS IOT -painiketta. Laite määrittää oikeat tiedot, jotta se voi muodostaa yhteyden AWS-palveluun. Varmenteet asennetaan automaattisesti.

Huomautus:

Käyttäjä voi valita sopivan AWS-alueen ja AWS-käytännön. Skenaariossa valitsimme AWS-alueen ap-kaakkois-1 ja AWS-käytännön mos-oletusarvoksi

Kun AWS IOT -laite on valmis, esp8266 -Wi -Fi -moduuli voi nyt kommunikoida AWS -IOT: n kanssa

Vaihe 8: Näytekoodin lataaminen NodeMCU -kortille

Kun olet suorittanut ohjatun Mongoose -asennustoiminnon, jos napsautat laitetiedostot -valikkoa, siellä on tiedosto nimeltä init.js. Tiedoston sisällä on esimerkkikoodi. Jos napsautat Tallenna +Käynnistä uudelleen -painiketta, näytteen koodi ladataan ja tulosta voi tarkastella laitelokista

Vaihe 9: AWS -tilin käytön aloittaminen

Mikä on AWS?

Amazon Web Services (AWS) on Amazonin pilvipalveluntarjoaja, joka tarjoaa palveluja rakennuspalikoina, joita voidaan käyttää minkä tahansa tyyppisten sovellusten luomiseen ja käyttöönottoon pilvessä. Nämä palvelut tai rakennuspalikat on suunniteltu toimimaan keskenään, ja ne johtavat kehittyneisiin ja erittäin skaalautuviin sovelluksiin.

Kuinka asentaa?

AWS -palvelut voidaan määrittää kahdella tavalla

 Käyttämällä AWS CLI -komentorivityökalua

 AWS -käyttöliittymän käyttö

Vaihe 10: AWS CLI Command Line Utility (valinnainen)

Ensin meidän on asennettava AWS CLI. AWS CLI on komentorivityökalu, joka tarjoaa komentoja vuorovaikutukseen AWS -palveluiden kanssa. Sen avulla voit käyttää AWS -hallintakonsolin toimintoja päätelaitteesta. Mongoose käyttää tätä työkalua IOT -laitteen tarjoamiseen AWS IOT: ssa. AWS CLI tarvitsee kirjautumistietosi voidakseen muodostaa yhteyden AWS: ään. Asenna suorittamalla aws configure komentoriviltä ja kirjoittamalla käyttöoikeustietosi (käyttäjätietosi). Yksinkertaisesti sanottuna voit käyttää ja hallita Amazon Web Services -palveluja yksinkertaisen ja intuitiivisen verkkopohjaisen käyttöliittymän kautta. Jos olet huolissasi joidenkin ominaisuuksien käyttämisestä matkapuhelimella, voit katsella resursseja nopeasti liikkeellä ollessasi AWS Console -mobiilisovelluksen avulla.

Vaihe 11: Amazon Web Services (GUI)

AWS -palvelun jälkeen voimme kirjautua AWS -hallintakonsoliin, Palvelut -välilehden alla on erilaisia luokkia. Ennen kuin aloitamme tämän konsolin ominaisuuksien tutkimisen, sinun on luotava tili AWS: ään. Ihmiset, joilla ei ole tiliä, voivat käydä AWS -verkkosivustolla ja luoda ilmaisen tilin. Sinun on annettava luotto-/maksukorttisi tiedot. AWS ei veloita sinua ilmaisen tilauksesi aikana niin kauan kuin käytät palveluja määritettyjen rajojen mukaisesti.

Vaihe 12: AWS IOT Core

Kirjautumisen jälkeen sinut ohjataan seuraavalle sivulle ja valitse Internet of Things -kohdasta IOT -ydin

Vaihe 13: AWS IOT - Monitor

Kun olet valinnut IOT -ytimen, yllä oleva sivu tulee näkyviin ja valitse sitten testivalikko

Vaihe 14: AWS IOT - Tilaukset

Kun olet valinnut Testi -valikon, sinut ohjataan tilauksiin. Määritä tilausaiheessa käytettävä aihe ja napsauta Tilaa aihe -painiketta

Vaihe 15: Oletusviestin julkaiseminen

Tämän jälkeen sinut ohjataan yllä olevalle sivulle. Jos napsautat Julkaise aiheeseen, saamme esimerkkiviestin, joka näytetään tässä oletuksena

Huomautus: Jos haluat kirjoittaa uuden koodin ja ladata NodeMCU -kortille (kirjoittamamme koodi tulee ladata laitteen tiedostonhallintaan> init.js -tiedostoon, lisää aiheeseen nimi koodiin. Aiheen nimen lisäämisen jälkeen, sinun on käytettävä samaa aiheen nimeä tilausosiossa, jotta voit julkaista tuloksen

Vaihe 16: Painikkeella painettujen tietojen julkaiseminen

Vaihe 17: Julkaise lämpötila- ja kosteusarvot AWS IOT -alustalle

Vaihe 18: Tehtävä

Kytke piiri alla kuvatulla tavalla

 Flash ESP8266 -moduulin mongoose -käyttöjärjestelmä

 Hanki laite AWS IOT: lle

 Lataa ohjelmointikoodi NodeMCU -kortille

 Tarkista laitteen lokien lähtö (katso kuva 9)

 Kirjaudu AWS -tilille

 Valitse IOT -ydin -alivalikko

 Valitse Testi -vaihtoehto MQTT -asiakasosiosta

 Määritä sopiva aihe tilauksissa

 Napsauta Julkaise aiheeseen -painiketta

 Varmista, että aina kun painat salamapainiketta, saat lämpötila-, kosteusarvot ilmoituksina