物联网?快来看 Arduino 上云啦

物联网?快来看 Arduino 上云啦持续创作,加速成长!这是我参与「掘金日新计划 · 6 月更文挑战」的第8天,点击查看活动详情 这里是 HelloGitHub 推出的讲解开源硬件开发平台 Arduino 的系列教程。 第一篇:Ardu

持续创作,加速成长!这是我参与「掘金日新计划 · 6 月更文挑战」的第8天,点击查看活动详情

这里是 HelloGitHub 推出的讲解开源硬件开发平台 Arduino 的系列教程。

上一篇文章,我们介绍了如何安装 Arduino 支持库、DHT 11 温湿度传感器以及 OLED 屏幕的使用,并用 Arduino 制作了一个小型温湿度显示器。

在这个讲究万物互联的时代,让咱们的 Arduino 温湿度也去“云上”玩玩,有个学名叫物联网。

物联网(IoT) 是由物理对象组成的网络,这些物理对象嵌入了传感器、软件和其他技术,以便可以通过互联网与其他设备和系统建立连接并交换数据。

是不是瞬间感觉高大上了一些,但是不用担心本期的知识超纲,因为高深的我也不会!

今天我们讲解:如何把上一期做的温湿度设备上云,通过物联网平台完成实时数据上传远程控制设备。实现将 Arduino 设备测量的温湿度数据上传到物联网平台,然后接收平台发送指令控制设备上 LED 灯光开关。

你是否已经开始摩拳擦掌了呢?下面我们开始“上云”!

一、实现联网功能

1.1 模块介绍

首先,如果想要 Arduino 连接到物联网平台的服务器,必然需要先让设备能够连接到网络(比如家里的 WiFi),这里我们就需要用到 ESP-01(s) 模块,来实现这个功能。

其使用方法和前文介绍过的组件类似,只需要用到 VCC(3.3v)、GND、TX、RX 四根线,就能和 Arduino 进行通信。我这里使用的是 ESP-01+转接板,转接板实现了 5v->3.3v 的变压以及 RxTx 接口的引出,方便后续使用。

物联网?快来看 Arduino 上云啦

大多数 ESP-01(s) 模块在出厂时,都已经内置了 AT 指令固件,在使用时只需要向模块发送 AT 指令即可进行网络连接、数据传输等操作。

关于什么是 AT 指令,简单来讲就是设备间一种通信消息规范,更具体的定义和应用场景读者可以自行了解。

1.2 模块使用

ESP-01 模块接线方式如下:

  • GND -> GND
  • VCC -> 3.3v(单独模块) 5.5v(带转接板)
  • Tx -> Rx
  • Rx -> TX

用到的 AT 指令如下:

  • AT+RST:重置模块
  • AT+CWMODE=1:切换模式
  • AT+CWQAP:断开 WiFi 连接
  • AT+CWJAP=”WiFi名”,”密码”:连接 WiFi
  • AT+CIPSTART=”TCP”,”IP”,端口:连接服务器
  • AT+CIPMODE=1:切换到 TCP 透传模式
  • AT+CIPSEND:开始发送数据

1.3 代码

Arduino 连接 WiFi 的代码:

#include <Arduino.h>

boolean at_exec(char *data, char *keyword, unsigned long time_out) {
  Serial.println(data);
  Serial.flush();
  delay(100); // 等待响应
  unsigned long start = millis();

  while (Serial.available() < strlen(keyword))
  {
    if (millis() - start > time_out)
      return false;
  }
  if (Serial.find(keyword))
    return true;
  else
    return false;

  while (Serial.available())
    Serial.read(); //清空串口缓存
}

void setup() {
  Serial.begin(115200);
  while (!at_exec("AT+RST", "OK", 1000));
  while (!at_exec("AT+CWMODE=1", "OK", 1000));
  while (!at_exec("AT+CWQAP", "OK", 1000));
  while (!at_exec("AT+CWJAP=\"HelloGithub\",\"PassWord\"", "WIFI CONNECTED", 2000));
  while (!at_exec("AT+CIPSTART=\"TCP\",\"183.230.40.40\",1811", "CONNECT", 1000));
  while (!at_exec("AT+CIPMODE=1", "OK", 500));
  while (!at_exec("AT+CIPSEND", "OK", 500));
  //Serial.println("*产品ID#鉴权信息#脚本名称*"); // 下文会将如何获取这部分信息
}

注意:

  • 下载之前要断开 Arduino 和 ESP-01 的连接,否则可能会下载失败
  • 执行 AT+CIPSEND 后,模块将不再响应 AT 指令,如果需要修改配置则必须断电重启模块
  • 记得改 AT+CWJAP 的参数,对应 WiFi 用户名和密码

烧录后,连接模块重启 Arduino。如果在路由器管理界面的“已连接设备”页面,看到我们的 WiFi 设备,则表示成功!

物联网?快来看 Arduino 上云啦

二、物联网平台

这里我们使用的是 OneNet 物联网平台,它是由中国移动打造的物联网 PaaS 开放平台,通过这个平台可以轻松(免费)实现设备”上云“。

物联网?快来看 Arduino 上云啦

下面,将介绍从注册开始到完成设备上云,所需的所有云端配置步骤。

2.1 注册

打开 OneNet 官网,点击右上角的“注册”注册账号。

物联网?快来看 Arduino 上云啦

2.2 新建产品

完成注册登录账号后,点击右上角的“控制台”进入控制页面。

进入后点击 “全部产品服务”->“多协议接入”:

物联网?快来看 Arduino 上云啦

在“多协议接入界面”选择 TCP 透传->添加产品:

物联网?快来看 Arduino 上云啦

在弹出的侧边栏填写相关信息,“产品行业”和“类别”随便填写即可,最后点击“确定”完成新建产品。

物联网?快来看 Arduino 上云啦

2.3 添加设备

找到刚刚创建的产品我的是 “HelloGitHub”,然后点击左侧栏的“设备列表”,在新出现的页面中点击“添加设备”,填写完相关信息最后点击“添加”,完成增添设备的操作。

物联网?快来看 Arduino 上云啦

2.4 编写数据解析脚本

接下来,我们配置云端的数据解析脚本,不用自己动手写直接下载官方脚本到本地改一改就能用。

物联网?快来看 Arduino 上云啦

在解压下载好的文件夹中,找到 sample.lua 文件里的 device_timer_init 函数(第 303 行),改成如下内容:

function device_timer_init(dev)
    -- 定时发送开关灯指令 --
	dev:timeout(0)
	dev:add(10,"open","open")
	dev:add(12,"close","close")
end

找到 device_data_analyze 函数(在文件的最后),修改为如下内容:

function device_data_analyze(dev)
	local t={}
	local a=0
	local s = dev:size()
    -- 我们定义 一次发送 十个 字节,分别为 温度 湿度 --
	add_val(t,"Temperature",a,dev:bytes(1,5))
	add_val(t,"Humidity",a,dev:bytes(6,5))
	dev:response()
	dev:send("received")
	return s,to_json(t)
end

如果大家对脚本使用方法感兴趣的话,可以查看代码的注释和官网上接入文档,这里就不做过多讲解了。

2.5 上传脚本

将该文件保存后,回到刚刚打开过的“设备列表”点击“上传解析脚本”。

物联网?快来看 Arduino 上云啦

物联网?快来看 Arduino 上云啦

至此,云端配置完毕。

2.6 连接物联网平台

修改 1.3 的代码,将 “下文会将如何获取这部分信息” 这行代码改成:

Serial.println("*产品ID#ILoveHelloGitHub#HG*");

将云端配置完成后,获得的产品 ID鉴权信息脚本名称等参数,替换到对应位置。(*产品ID#鉴权信息#脚本名称*

最后,重新烧录代码并重启 ESP-01 模块。稍等片刻,在云端刷新“设备列表”页面,看到我们的设备,证明设备成功连接上了物联网平台。

物联网?快来看 Arduino 上云啦

三、Arduino 上云

经过前面的铺垫,我们“上云”的旅程即将迎来最激动人心的部分。将设备所在环境的温湿度数据上传到云端!

3.1 代码

既然是上传温湿度数据,就需要用到我们上期讲的 DHT11 模块(温湿度传感器),然后结合本期连接网络的代码,分分钟就可以完成啦。

但是为了增加项目的趣味性,我额外添加了个解析物联网平台发送命令,远程控制开关 LED 的函数。

代码片段如下:

void setup() {
  // 改成自己云端的参数
  Serial.println("*产品ID#ILoveHelloGitHub#HG*");
}

// 根据从串口收到的 字符串 执行相应的指令
bool command_parse(String command){
  ...
  if (command == "open")
  {
    digitalWrite(LED_BUILTIN, HIGH);
  } else if (command == "close")
  {
    digitalWrite(LED_BUILTIN, LOW);
  }
}

完整代码:github.com/HelloGitHub…

最后,修改完整代码中的 WiFi 名和密码,以及 产品 ID 后,重新烧录代码即可。

3.2 上传温湿度数据

稍等片刻后,查看物联网平台的“设备信息”,如果看到 Arduino 上传的室内温湿度信息,就证明我们的代码运行成功啦。

物联网?快来看 Arduino 上云啦

3.3 远程控制

下面演示如何通过物联网平台,远程控制灯的开关。

打开物联网平台,点击“设备界面”的“下发指令”,在弹出的表单上选择“字符串”选项,输入 “open” 或 “close” 指令。

物联网?快来看 Arduino 上云啦

到这里,就完成了远程控制 Arduino 内置 LED 灯开/关的效果!

物联网?快来看 Arduino 上云啦

成功!撒花🎉

四、总结

这篇文章,结合 Arduino、传感器、WiFi 以及 OneNet 物联网平台,通过边做边讲的方式,讲述了一个设备从联网到上云的完整过程。虽然是入门级的教程,但是这些知识已经可以帮助你完成,诸如智能开关、自动喂食器等实用和有趣的项目。

不小看每一次小的进步,不积跬步无以至千里。

如果说移动互联网的浪潮已经过去,那么下一个浪潮中会不会有物联网的影子呢?反正我觉得技多不压身,对此你怎么看?欢迎在评论区发表你的看法。


至此,整个 Arduino 系列教程,到这里就结束了。完结!再次撒花🎉

希望,HelloGitHub 的 Arduino 系列教程,能够勾起你对物联网的兴趣,毕竟兴趣才是最好的好老师。

本期的内容就是这些,这里是 HelloGitHub 分享 GitHub 上有趣、入门级的开源项目。

感谢您的阅读,如果觉得内容还不错,一定要记得点赞、留言、分享,我们下期见!

今天的文章物联网?快来看 Arduino 上云啦分享到此就结束了,感谢您的阅读。

版权声明:本文内容由互联网用户自发贡献,该文观点仅代表作者本人。本站仅提供信息存储空间服务,不拥有所有权,不承担相关法律责任。如发现本站有涉嫌侵权/违法违规的内容, 请发送邮件至 举报,一经查实,本站将立刻删除。
如需转载请保留出处:https://bianchenghao.cn/19050.html

(0)
编程小号编程小号

相关推荐

发表回复

您的电子邮箱地址不会被公开。 必填项已用*标注