Začíname s Amazon AWS IoT a ESP8266: 21 krokov

2024 Autor: John Day | [email protected]. Naposledy zmenené: 2024-01-30 11:58

Tento projekt vám ukáže, ako vziať modul ESP8266 a pripojiť ho priamo k AWS IOT pomocou systému Mongoose OS. Mongoose OS je otvorený zdrojový operačný systém pre mikrokontroléry, ktorý kladie dôraz na konektivitu v cloude. Bola vyvinutá spoločnosťou Cesanta, vstavanou softvérovou spoločnosťou v Dubline, a na konci projektu by ste mali byť schopní zmerať teplotu a hodnoty vlhkosti zo snímača teploty DHT11 a zverejniť ju na platforme AWS IOT.

Na tento projekt budeme potrebovať:

 Doska NodeMCU na báze ESP8266

 snímač teploty DHT 11

 Nástroj na blikanie operačného systému Mongoose

 USB kábel na pripojenie dosky NodeMCU k počítaču

 Prepojovacie vodiče

 účet AWS, ktorý chcete použiť

Krok 1: Doska NodeMCU na báze ESP8266

ESP8266 je názov mikroovládača navrhnutého spoločnosťou Espressif Systems. Samotný ESP8266 je samostatné sieťové riešenie Wi Fi, ktoré ponúka most medzi existujúcim mikrokontrolérom a Wi-Fi, a je tiež schopné spúšťať samostatné aplikácie. Tento modul je dodávaný so vstavaným konektorom USB a bohatým sortimentom pinov. Pomocou micro USB kábla môžete pripojiť NodeMCU devkit k svojmu notebooku a bez problémov ho blikať, rovnako ako Arduino

Špecifikácia

• Napätie: 3,3V.

• Wi-Fi Direct (P2P), soft-AP.

• Spotreba prúdu: 10uA ~ 170mA.

• Pripojiteľná pamäť Flash: maximálne 16 MB (512 kB normálnych).

• Integrovaný zásobník protokolov TCP/IP.

• Procesor: Tensilica L106 32-bit.

• Rýchlosť procesora: 80 ~ 160 MHz.

• RAM: 32K + 80K.

• GPIO: 17 (multiplexované s inými funkciami).

• Analógovo -digitálny: 1 vstup s rozlíšením 1024 krokov.

• +19,5 dBm výstupný výkon v režime 802.11b

• Podpora 802.11: b/g/n.

• Maximálny počet súbežných TCP spojení: 5

Krok 2: Pin Pin

Krok 3: DHT11 - snímač vlhkosti a teploty

DHT11 je základný, lacný digitálny snímač teploty a vlhkosti. Na meranie okolitého vzduchu používa kapacitný snímač vlhkosti a termistor a na dátový kolík chrlí digitálny signál (nie sú potrebné žiadne analógové vstupné kolíky). Použitie je pomerne jednoduché, ale na zachytenie údajov je potrebné starostlivé načasovanie. Jedinou skutočnou nevýhodou tohto senzora je, že z neho môžete získavať nové údaje iba raz za 2 sekundy

Vlastnosti

 Teplotná kompenzácia v celom rozsahu

 Meranie relatívnej vlhkosti a teploty

 Kalibrovaný digitálny signál

 Vynikajúca dlhodobá stabilita

 Ďalšie komponenty nie sú potrebné

 Dlhá prenosová vzdialenosť

 Nízka spotreba energie

Komunikačný proces (jednožilový obojsmerný)

Zaujímavosťou tohto modulu je protokol, ktorý používa na prenos údajov. Všetky údaje zo senzorov sa odosielajú pomocou jednej drôtovej zbernice, ktorá znižuje náklady a predlžuje vzdialenosť. Aby ste mohli odosielať údaje po zbernici, musíte popísať spôsob, akým sa údaje budú prenášať, aby vysielač a prijímač pochopili, čo si navzájom hovoria. Na to slúži protokol. Popisuje spôsob prenosu údajov. Na DHT-11 je 1-vodičová dátová zbernica vytiahnutá nahor odporom k VCC. Ak sa teda nič nestane, napätie na zbernici sa rovná VCC. Komunikačný formát je možné rozdeliť do troch fáz

1) Žiadosť

2) Odpoveď

3) Čítanie údajov

Krok 4: Úvod do systému Mongoose OS

Mongoose OS je open-source operačný systém pre malé vstavané systémy. Je navrhnutý tak, aby bežal na zariadeniach, ako sú mikrořadiče, ktoré sú často obmedzené pamäťou rádovo v desiatkach kilobajtov, pričom predstavuje programovacie rozhranie, ktoré poskytuje prístup k moderným rozhraniam API, ktoré sa bežne nachádzajú na výkonnejších zariadeniach. Zariadenie so systémom Mongoose OS má prístup k funkciám operačného systému, ako sú súborové systémy a siete, a k softvéru vyššej úrovne, ako je modul JavaScript a rozhrania API pre prístup do cloudu.

Nástroj Mongoose OS Flashing

Nástroj na blikanie sa používa na flashovanie systému Mongoose OS v ESP8266. Najprv si vezmite jednu z podporovaných dosiek, ako napríklad ESP8266 NodeMCU, a pripojte ju k počítaču, potom postupujte podľa týchto krokov:

 Prejdite na webovú stránku na stiahnutie operačného systému Mongoose OS a stiahnite si nástroj Mos. (V tomto projekte však použijeme staršiu verziu systému Mongoose OS)

 Spustite inštalačný súbor Mos (Mongoose OS) a postupujte podľa pokynov sprievodcu nastavením:

Krok 5: Sprievodca nastavením Mongoose

Krok 6: Stav zariadenia - online

Po dokončení troch krokov dostanete správu uvedenú nižšie a stav zariadenia sa stane online. Teraz je náš modul ESP8266 schopný komunikovať s akýmikoľvek vzdialenými zariadeniami

Krok 7: Poskytnutie zariadenia na AWS IOT

Pred odoslaním udalostí na AWS musíme byť schopní vytvoriť zabezpečené pripojenie k AWS IOT. Aby sme to mohli urobiť, musíme poskytnúť ESP certifikáty AWS. V sprievodcovi inštaláciou operačného systému Mongoose vyberte ponuku Konfigurácia zariadenia a potom vyberte príslušnú oblasť AWS a zásady AWS pre vaše prostredie AWS. Kliknite na tlačidlo Poskytnúť pomocou AWS IOT. Zariadenie sa nastaví so správnymi informáciami na pripojenie k službe AWS. Certifikáty sa nainštalujú automaticky.

Poznámka:

Užívateľ si môže vybrať vhodnú oblasť AWS a zásady AWS. V našom scenári sme vybrali oblasť AWS ako ap-juhovýchod-1 a zásady AWS ako predvolené

Po dokončení poskytovania zariadenia na AWS IOT bude teraz modul Wi -Fi esp8266 schopný komunikovať s AWS -IOT

Krok 8: Načítanie vzorového kódu na dosku NodeMCU

Po spustení sprievodcu nastavením Mongoose, ak kliknete na ponuku súborov zariadenia, existuje súbor s názvom init.js. Vo vnútri tohto súboru je vzorový kód. Ak kliknete na tlačidlo Uložiť +Reštartovať, vzorový kód sa načíta a výstup je možné zobraziť z denníkov zariadení

Krok 9: Začíname s účtom AWS

Čo je AWS?

Amazon Web Services (AWS) je poskytovateľ cloudových služieb od spoločnosti Amazon, ktorý poskytuje služby vo forme stavebných blokov, tieto stavebné bloky je možné použiť na vytvorenie a nasadenie akéhokoľvek typu aplikácie v cloude. Tieto služby alebo stavebné bloky sú navrhnuté tak, aby navzájom spolupracovali, a výsledkom sú sofistikované a vysoko škálovateľné aplikácie.

Ako nastaviť?

Služby AWS môžete nastaviť dvoma spôsobmi

 Použitie pomôcky príkazového riadka AWS CLI

 Použitie AWS GUI

Krok 10: Nástroj príkazového riadka AWS CLI (voliteľné)

Najprv musíme nainštalovať AWS CLI. AWS CLI je nástroj príkazového riadka, ktorý poskytuje príkazy na interakciu so službami AWS. Umožňuje vám používať funkcie, ktoré poskytuje konzola AWS Management Console z terminálu. Mongoose používa tento nástroj na zabezpečenie zariadenia IOT na AWS IOT. AWS CLI potrebuje vaše poverenia, aby sa mohol pripojiť k AWS. Ak chcete nastaviť beh aws, nakonfigurujte ho z príkazového riadka a zadajte svoje prístupové informácie (svoje poverenia). Jednoducho povedané, k webovým službám Amazon môžete pristupovať a spravovať ich prostredníctvom jednoduchého a intuitívneho webového používateľského rozhrania. Ak vám robí starosti prístup k niektorým funkciám pomocou mobilného telefónu, potom vám mobilná aplikácia AWS Console umožňuje rýchle zobrazenie zdrojov na cestách.

Krok 11: Webové služby Amazon (GUI)

Po poskytnutí služby AWS sa môžeme prihlásiť do konzoly na správu AWS, na karte služby máme rôzne kategórie. Predtým, ako sa pustíme do skúmania funkcií tejto konzoly, si musíte vytvoriť účet na AWS. Ľudia, ktorí nemajú účet, môžu navštíviť webovú stránku AWS a vytvoriť si bezplatný účet. Musíte zadať údaje o svojej kreditnej/debetnej karte. Spoločnosť AWS by vám počas bezplatného predplatného neúčtovala poplatky, pokiaľ budete služby využívať podľa stanovených limitov.

Krok 12: AWS IOT Core

Po prihlásení budete presmerovaní na nasledujúcu stránku a v časti Internet vecí vyberte jadro IOT

Krok 13: AWS IOT - monitor

Keď vyberiete jadro IOT, zobrazí sa vyššie uvedená stránka a potom zvoľte testovaciu ponuku

Krok 14: AWS IOT - Predplatné

Po výbere ponuky Test budete presmerovaní na Predplatné. V téme predplatného zadajte príslušnú tému, ktorú používate, a kliknite na tlačidlo Prihlásiť sa na odber témy

Krok 15: Publikovanie predvolenej správy

Potom budete presmerovaní na vyššie uvedenú stránku. Ak kliknete na položku Publikovať v téme, zobrazí sa nám vzorová správa, ktorá sa tu predvolene zobrazí

Poznámka: Ak chcete napísať nový kód a načítať ho na dosku NodeMCU (Kód, ktorý píšeme, by sa mal načítať do správcu súborov zariadenia> súbor init.js, potom by ste do kódu mali zahrnúť názov témy. Po vložení názvu témy, na publikovanie výstupu musíte použiť rovnaký názov témy v sekcii predplatné

Krok 16: Zverejnenie informácií o stlačených tlačidlách

Krok 17: Publikovanie hodnôt teploty a vlhkosti na platforme AWS IOT

Krok 18: Úloha

P zapojte obvod podľa obrázku nižšie

 Flashujte mongoose OS na module ESP8266

 Poskytovanie zariadenia na AWS IOT

 Vložte programovací kód do dosky NodeMCU

 Skontrolujte výstup v denníkoch zariadení (pozri obrázok 9)

 Prihláste sa do účtu AWS

 Vyberte základnú ponuku IOT

 Vyberte možnosť Test v sekcii klienta MQTT

 V predplatných zadajte príslušnú tému

 Kliknite na tlačidlo Publikovať do témy

 Zaistite, aby sa pri každom stlačení tlačidla blesku ako správy zobrazovali hodnoty teploty a vlhkosti