IOT Long Range Wireless Temperature and Humidity Sensor with Node-Red: 27 ขั้นตอน

2025 ผู้เขียน: John Day | [email protected]. แก้ไขล่าสุด: 2025-01-23 15:12

ขอแนะนำเซ็นเซอร์วัดความชื้นอุณหภูมิและความชื้นแบบไร้สายระยะไกลของ NCD ที่ระยะสูงสุด 28 ไมล์โดยใช้สถาปัตยกรรมเครือข่ายแบบตาข่ายไร้สาย การรวมเซ็นเซอร์อุณหภูมิความชื้น Honeywell HIH9130 จะส่งตัวอย่างอุณหภูมิและความชื้นที่แม่นยำสูงตามช่วงเวลาที่ผู้ใช้กำหนด

เซ็นเซอร์อุณหภูมิออนบอร์ดได้รับการจัดอันดับสำหรับ -25°C ถึง 85°C หรือ -13°F ถึง 185°F และเซ็นเซอร์ความชื้นได้รับการจัดอันดับสำหรับ 0 ถึง 100% RH สามารถใช้พลังงานจากแบตเตอรี่ AA เพียง 2 ก้อนและอายุการใช้งานการส่งสัญญาณไร้สาย 500,000 ครั้ง สามารถยืดอายุแบตเตอรี่ได้ถึง 10 ปี ขึ้นอยู่กับสภาพแวดล้อมและช่วงการส่งข้อมูล เซ็นเซอร์นี้อาจได้รับพลังงานจากภายนอก

ด้วยโปรโตคอลการสื่อสารแบบเปิด ผลิตภัณฑ์ความชื้นอุณหภูมิแบบไร้สาย IoT นี้สามารถรวมเข้ากับระบบควบคุมหรือเกตเวย์เกือบทั้งหมด ข้อมูลสามารถส่งไปยังพีซี, Raspberry Pi, ไปยัง Microsoft Azure® IoT หรือ Arduino พารามิเตอร์ของเซ็นเซอร์และการตั้งค่าการส่งสัญญาณไร้สายสามารถเปลี่ยนแปลงได้ทุกที่ทุกเวลาโดยใช้โปรโตคอลการสื่อสารแบบเปิดที่ให้การกำหนดค่าสูงสุดตามการใช้งานที่ต้องการ ระยะไกล ราคา ความแม่นยำ อายุการใช้งานแบตเตอรี่ และคุณลักษณะด้านความปลอดภัยของเซ็นเซอร์ความชื้นอุณหภูมิแบบไร้สายระยะไกลทำให้เป็นตัวเลือกที่เหมาะสมซึ่งเกินข้อกำหนดสำหรับการใช้งานในอุตสาหกรรมและตลาดผู้บริโภคส่วนใหญ่

ขั้นตอนที่ 1: ฮาร์ดแวร์และซอฟต์แวร์ที่จำเป็น

ฮาร์ดแวร์:

1. NCD เซ็นเซอร์อุณหภูมิและความชื้นระยะไกล

2. โมเด็มตาข่ายไร้สายระยะไกล NCD พร้อมอินเทอร์เฟซ USB

ซอฟต์แวร์:

1. ยูทิลิตี้ LabView

2. โหนด-แดง

ขั้นตอนที่ 2: ขั้นตอนในการส่งข้อมูลไปยังยูทิลิตี้ LabView

• ขั้นแรก ในการแสดงข้อมูลเป็นภาพ เราจำเป็นต้องมีแอปพลิเคชันยูทิลิตี้ Labview
• ในการใช้ UI นี้ คุณจะต้องติดตั้งไดรเวอร์ต่อไปนี้:

1. ติดตั้งรันไทม์เอ็นจิ้นจากที่นี่สำหรับไดรเวอร์ 64 บิตและไดรเวอร์ 32 บิต

2. ติดตั้งไดรเวอร์ NI Visa

3. ติดตั้งไดรเวอร์อนุกรม Labview Run time และ LabVIEW Run-Time Engine

4. คู่มือเริ่มต้นใช้งานสำหรับผลิตภัณฑ์นี้

ขั้นตอนที่ 3: การตั้งค่า Node-Red

ตอนนี้คุณมีเซ็นเซอร์ทำงานอยู่ เราต้องการวิธีที่จะทำบางสิ่งที่เป็นประโยชน์กับข้อมูลนั้น

• ก่อนอื่น คุณจะต้องติดตั้ง Node-Red
• เมื่อเสร็จแล้ว คุณจะต้องป้อนบรรทัดคำสั่งหรือผู้ใช้ Power Shell สำหรับผู้ใช้ Windows ไปที่ไดเร็กทอรี Node-RED ที่ติดตั้งไว้
• ตอนนี้พิมพ์ "npm i ncd-red-wireless node-red-dashboard" การดำเนินการนี้จะติดตั้งโหนดที่จำเป็นในการรับข้อมูลจากเซ็นเซอร์ไร้สายของคุณ และคุณสามารถเริ่ม Node-RED ได้เมื่อดำเนินการเสร็จสิ้น
• ในการเริ่มต้นโหนดเซิร์ฟเวอร์ให้เขียน node-red ในพรอมต์คำสั่งหรือเทอร์มินัลแล้วกด Enter

ขั้นตอนที่ 4: ขั้นตอนในการสร้างโฟลว์:

ณ จุดนี้ คุณจะเห็นโฟลว์ว่างขนาดใหญ่ที่มีรายการโหนดยาวๆ ทางด้านซ้ายมือ แถบด้านข้างนี้เรียกว่าจานสี

ขั้นตอนที่ 5: ไปข้างหน้าและลากโหนดเกตเวย์ไร้สายไปยัง Flow Canvas ของคุณเพื่อเริ่มต้น

NCD-red-wireless ให้โหนดที่จัดการการเชื่อมต่อแบบอนุกรม แยกวิเคราะห์ข้อมูลเซ็นเซอร์ขาเข้า กรองตามพารามิเตอร์เฉพาะ และอนุญาตให้คุณกำหนดค่าเซ็นเซอร์ไร้สาย

ขั้นตอนที่ 6: ค้นหาเซ็นเซอร์ไร้สายของคุณ:

เมื่อคุณส่งโหนดแล้ว คุณจะสามารถดูแท็บข้อมูลซึ่งมีบันทึกเกี่ยวกับความสามารถของโหนด แท็บนี้ได้รับการบรรจุอย่างดีสำหรับแพ็คเกจโหนดสีแดงสูงสุด และประกอบด้วยสถิติที่มีค่า ซึ่งบ่อยครั้งคุณจะไม่ต้องการ ดูเอกสารอื่นๆ ภายนอกแท็บข้อมูล ดังนั้นโปรดระลึกไว้เสมอว่าในขณะที่คุณกำลังสร้างโฟลว์ของคุณเมื่อคุณมีคำถามเกี่ยวกับวิธีการทำงานของโหนด องค์ประกอบต่อไปที่เราต้องการทำคือกำหนดค่าโหนด เมื่อคุณเพิ่มครั้งแรก คุณจะสังเกตว่ามีสามเหลี่ยมเล็ก ๆ ที่มุมบนขวาถัดจากจุดสีน้ำเงิน สามเหลี่ยมระบุว่าโหนดนั้นต้องการการกำหนดค่าเพิ่มเติม สีน้ำเงิน dot แสดงว่าโหนดไม่ได้ใช้งานอีกต่อไปแต่ถูกปรับใช้เป็นส่วนหนึ่งของโฟลว์

• ดับเบิลคลิกที่โหนดเพื่อเปิดตัวเลือกการกำหนดค่า
• คลิกที่ไอคอนดินสอถัดจากช่อง Serial Device เพื่อกำหนดค่าเราเตอร์ USB ของคุณ ซึ่งจะเปิดแผงการกำหนดค่าที่สองซึ่งมีเพียงไม่กี่ตัวเลือกเท่านั้น

ขั้นตอนที่ 7: คลิกที่แว่นขยายถัดจากฟิลด์พอร์ตอนุกรมและเลือกพอร์ตที่สอดคล้องกับเราเตอร์ของคุณ จากนั้นคลิกปุ่ม "เพิ่ม" ที่ด้านบน

ขั้นตอนที่ 8: ฟิลด์อุปกรณ์อนุกรมจะถูกเติมตามการเลือกนั้นและคุณสามารถคลิก "เสร็จสิ้น" ตอนนี้คุณมีสิทธิ์เข้าถึงเซ็นเซอร์ไร้สายของคุณโดยตรง! เพื่อดูข้อมูลที่เข้ามา

ขั้นตอนที่ 9: กลับไปที่ Palette ของคุณแล้วพิมพ์ "debug" ลงในช่องค้นหาที่ด้านบน หยิบหนึ่งในโหนดเหล่านี้แล้วลากไปทางขวาของเกตเวย์ไร้สายของคุณ

ขั้นตอนที่ 10: ดับเบิลคลิกที่มันและเปลี่ยน “msg” เพื่อ “กรอก Msg Object” คลิก เสร็จสิ้น

ขั้นตอนที่ 11: ตอนนี้ลากเส้นระหว่างสองโหนดแล้วคลิก "ปรับใช้" ที่ด้านบนขวาของหน้าต่าง

ขั้นตอนที่ 12: การทำงานกับข้อมูล:

ขณะนี้ข้อมูลเซ็นเซอร์ไร้สายของคุณถูกรวบรวมและส่งออกไปยังแท็บ "ดีบัก" แล้ว "แท็บแก้ไขข้อบกพร่อง" นี้จะถูกวางไว้ในแถบด้านข้างขวาถัดจากแท็บข้อมูล หากต้องการดูข้อมูลให้กดปุ่มรีเซ็ต ในเร็กคอร์ด node-red นั้นเหนือกว่าโหนดในแพ็กเก็ต json เมื่อวัตถุ msg เข้ามาในแท็บดีบัก คุณอาจทำให้มันใหญ่ขึ้นเพื่อดูรายการข้อมูลทั้งหมดที่มาพร้อมกับมัน สิ่งนี้มีประโยชน์เป็นพิเศษในกรณีที่คุณต้องการดูอย่างรวดเร็วว่าเซ็นเซอร์ใดกำลังเช็คอิน ปัญหาอื่นที่โหนดนี้มีให้คือวิธีง่ายๆ ในการแลกเปลี่ยนเราเตอร์ของคุณกับข้อมูลประจำตัวของเครือข่ายที่อุปกรณ์ในโหมดการกำหนดค่าเปิดเอกสาร เพียงกดปุ่มทางด้านซ้าย ของโหนดและเครื่องมือจะสลับไปที่เครือข่ายการกำหนดค่า กดอีกครั้งเพื่อกลับสู่โหมดฟัง เมื่อเราตั้งค่าโหนดเครื่องมือ Wi-Fi เรียบร้อยแล้ว พวกเขาอาจถูกตั้งค่าให้กำหนดค่าเซ็นเซอร์เป็นประจำในขณะที่เข้าสู่โหมดการกำหนดค่า ดังนั้นจึงพร้อมเสมอที่จะรักษาโหนดเกตเวย์ดังกล่าวไว้ที่โฟลว์เพื่อการกำหนดค่าอุปกรณ์อย่างรวดเร็ว

ขั้นตอนที่ 13: การเพิ่มเซ็นเซอร์ไร้สาย:

เราจำเป็นต้องแยกบันทึกเซ็นเซอร์ไร้สายภายในประเทศเพื่อให้เราสามารถแสดงได้ เราสามารถใช้โหนดสวิตช์เพื่อแยกข้อความจากเกตเวย์ตามที่อยู่ mac ทั้งหมดด้วยหรือประเภทเซ็นเซอร์ แต่ตามที่ฉันได้อ้างถึง โหนดไร้สายมีฟังก์ชันเพิ่มเติมสำหรับการกำหนดค่าเซ็นเซอร์อย่างแท้จริง ดังนั้นเราจะเริ่มด้วยโหนดเหล่านี้เพื่อให้คุณเห็นภาพรวมเพิ่มเติมว่าโครงสร้างเหล่านั้นสามารถทำงานได้อย่างไร ในกรณีที่คุณยังไม่เห็นแพ็กเก็ตเข้ามาจากเซ็นเซอร์ทั้งสองของคุณ ให้ข้ามล่วงหน้าและกดปุ่มรีเซ็ตเฉพาะที่ยังไม่ได้เริ่ม ในขณะที่ทำการประเมินเซ็นเซอร์ผ่านโหนดการกำหนดค่าอุปกรณ์แบบอนุกรม ที่อยู่ mac และประเภทของเซ็นเซอร์จะถูกแคชไว้ในพูล ดังนั้นเราจึงสามารถค้นหาได้อย่างรวดเร็วในช่วงเวลาของขั้นตอนถัดไป

หยิบโหนดไร้สายจากจานสีแล้วลากไปยังโฟลว์ ดับเบิลคลิกเพื่อกำหนดค่า

ขั้นตอนที่ 14: เลือกอุปกรณ์ซีเรียลจากรายการดรอปดาวน์ที่คุณใช้สำหรับเกตเวย์ไร้สาย ตอนนี้คลิกแว่นขยายถัดจาก "ที่อยู่ Mac" แล้วเลือกหนึ่งในตัวเลือกที่มี

ขั้นตอนที่ 15:

คุณจะสังเกตเห็นว่าระบบจะตั้งค่าประเภทเซ็นเซอร์ให้คุณโดยอัตโนมัติ คุณยังสามารถตั้งชื่อให้เพื่อให้ระบุได้ง่ายขึ้น ตามที่ระบุไว้ในแท็บข้อมูล ฟิลด์ Serial Device for Config เป็นทางเลือก และเราจะไม่กังวลเกี่ยวกับเรื่องนี้ในตอนนี้ โหนดที่คุณเพิ่งเพิ่มทำงานอย่างมีประสิทธิภาพเป็นตัวกรองข้อมูลเซ็นเซอร์ขาเข้า ส่งข้อมูลสำหรับที่อยู่ Mac หรือประเภทเซ็นเซอร์หากไม่มีที่อยู่ Mac

ขั้นตอนที่ 16: แสดงอุณหภูมิ/ความชื้น:

โหนดเหล่านี้สำหรับเซ็นเซอร์ไร้สายจะส่งออกวัตถุ msg ด้วยข้อมูลเดียวกันทั้งหมดกับโหนด Wireless Gateway ในรูปแบบที่แตกต่างกันเล็กน้อย ข้อมูลเซ็นเซอร์เองจะถูกส่งใน msg.payload ซึ่งเป็นสิ่งที่โหนดส่วนใหญ่ใช้เพื่อโต้ตอบกับ ข้อความนั้นเอง

หยิบโหนด "แยก" จากจานสีแล้ววางไว้ทางด้านขวาของโหนด Temp/Hum

ขั้นตอนที่ 17: ดับเบิลคลิกและทำเครื่องหมายที่ช่องใต้ออบเจ็กต์ที่ระบุว่า "คัดลอกคีย์ไปยัง" ซึ่งจะแยกข่าวสารออกเป็นหลายออบเจ็กต์ หนึ่งรายการสำหรับแต่ละพร็อพเพอร์ตี้ในเพย์โหลด และตั้งค่าหัวข้อสำหรับข้อความใหม่เหล่านั้นเป็นชื่อพร็อพเพอร์ตี้

ขั้นตอนที่ 18: ตอนนี้เพิ่มโหนด "สวิตช์" ซึ่งจะช่วยให้เราสามารถส่งแต่ละข่าวสารไปยังส่วนเฉพาะของการไหล หนึ่งรายการสำหรับจัดการอุณหภูมิ และหนึ่งความชื้น ในฟิลด์แรก เปลี่ยน "เพย์โหลด" เป็น "หัวข้อ" ถัดจาก "==" ให้พิมพ์ "อุณหภูมิ"

ขั้นตอนที่ 19: จากนั้นคลิกปุ่ม "+เพิ่ม" ที่ด้านล่างซ้ายในฟิลด์ใหม่ประเภท "ความชื้น" ดังที่คุณเห็นว่าแต่ละหมายเลขมีหมายเลขเฉพาะทางด้านขวา หมายเลขนี้บ่งชี้ว่าข้อความใดจะถูกส่งไปเมื่อตรงกับเงื่อนไข

ขั้นตอนที่ 20: ต่อไป มาเพิ่ม “เกจ” จากจานสีกัน

ขั้นตอนที่ 21: ตั้งค่าป้ายกำกับเป็น "อุณหภูมิ" และรูปแบบค่าเป็น "{{value | Number:2}}” และหน่วยเป็น “เซลเซียส” คุณสามารถเปลี่ยนช่วงเป็นอุณหภูมิต่ำสุดและสูงสุดที่คาดไว้ได้ ฉันใช้ 0 และ 50

ขั้นตอนที่ 22:

คุณสมบัติที่ยอดเยี่ยมอีกอย่างของตัวสร้างโฟลว์คือ คัดลอก+วาง คลิกที่มาตรวัดที่คุณเพิ่งเพิ่มแล้วคลิก ctrl+c (cmd+c บน mac) จากนั้นกด Ctrl+v ตอนนี้คุณมีเกจที่สองแล้ว ดับเบิลคลิกที่มันเพื่อ เปลี่ยนฉลากเป็นความชื้น หน่วยเป็น RH และช่วงเป็น 20 และ 80

ขั้นตอนที่ 23:

• ตอนนี้ ลากสายไฟจากโหนดอุณหภูมิ/ความชื้นไปยังโหนดแยก จากโหนดแยกไปยังโหนดสวิตช์ และจากเอาต์พุตแรก (บนสุด) ของโหนดสวิตช์ไปยังโหนดเครื่องวัดอุณหภูมิ และจากเอาต์พุตที่สองของโหนดสวิตช์ไปยังมาตรวัดความชื้น.
• เมื่อเสร็จแล้วให้คลิกปรับใช้

ขั้นตอนที่ 24: แดชบอร์ด NODE-RED:

ให้ความสามารถในการสร้าง UI โดยใช้ตัวสร้างโฟลว์ จัดเตรียมแผนภูมิ กราฟ และองค์ประกอบภาพอื่นๆ ที่เราสามารถใช้เพื่อแสดงข้อมูล พร้อมด้วยโหนดเพื่อทริกเกอร์โฟลว์โดยใช้อินพุตของผู้ใช้ เราจะใช้โหนดเหล่านี้บางส่วนเพื่อแสดงการวัดและส่งข้อมูลทางไกลจากเซ็นเซอร์ไร้สายของคุณ

มาลองดูกัน! มีแท็บที่ด้านบนขวาที่ระบุว่า "แดชบอร์ด"

ขั้นตอนที่ 25: ที่ด้านบนขวาของแท็บนั้นเป็นไอคอน "หน้าต่างใหม่" เล็ก ๆ ให้คลิกที่ไอคอนเพื่อดู UI ของคุณ

มีแนวโน้มว่าเกจจะไม่แสดงข้อมูลใดๆ เนื่องจากไม่มีการรายงานข้อมูลเซ็นเซอร์ตั้งแต่คุณปรับใช้โฟลว์ ให้คลิกปุ่มรีเซ็ตบนเซ็นเซอร์อุณหภูมิ/ความชื้นของคุณเพื่อบังคับให้เช็คอิน และเกจของคุณควรกระโดดขึ้น ตอนนี้คุณควรมีการแสดงข้อมูลแบบเรียลไทม์!

ขั้นตอนที่ 26: เอาต์พุตแดชบอร์ด NODE-RED:

เมื่ออุณหภูมิและความชื้นเพิ่มขึ้นและลดข้อมูลใหม่ที่มีอยู่ในตัวแปรต่างๆ