IOT123 - ผสานเครือข่าย IOT: 26 ขั้นตอน

2024 ผู้เขียน: John Day | [email protected]. แก้ไขล่าสุด: 2024-01-30 13:06

ASSIMILATE IOT NETWORK เป็นชุดของโปรโตคอลที่ช่วยให้สามารถรวมเซ็นเซอร์ นักแสดง โหนดสิ่งของ และนายหน้าในพื้นที่กับโลกภายนอกได้อย่างง่ายดาย

คำแนะนำนี้เป็นคำแนะนำสำหรับคำแนะนำ มันสร้างดัชนีโครงการต่าง ๆ ทั้งหมดและชี้ไปที่บทความและแหล่งข้อมูลสำหรับแต่ละโครงการ

คุณสมบัติและวิสัยทัศน์ปัจจุบันทาส (เซ็นเซอร์และนักแสดง) มีอยู่ในตัวและอาศัยข้อความ I2C ตามแบบแผนเพื่ออ่านคุณสมบัติหรือดำเนินการตามคำสั่ง มาสเตอร์รับข้อมูลเมตาและคุณสมบัติจากสเลฟและส่งไปยังโบรกเกอร์ MQTT นอกจากนี้ยังเริ่มต้นเว็บเซิร์ฟเวอร์และให้บริการไฟล์ JSON ที่สามารถแก้ไขได้เพื่อกำหนดค่าต้นแบบและปรับแต่งข้อมูลเมตา/คุณสมบัติที่ Crouton ใช้ในที่สุด เซ็นเซอร์/นักแสดงแต่ละคนจะถูกอ่าน/สั่งการผ่าน Crouton โดยที่อาจารย์จะไม่ทราบมาก่อนว่าทาสทำอะไร

หนึ่งในเป้าหมายของ ASSIMILATE IOT NETWORK คือการปรับแต่ง AssimilateCrouton เพื่อให้ตัวแก้ไข mashup ที่ให้บริการจากเว็บเซิร์ฟเวอร์ IOT NODE (ดูฮับต่อไปนี้) ถูกเพิ่มเป็นส่วนประกอบเว็บที่จะให้การควบคุมที่สมบูรณ์ของสิ่งที่ทำ เช่น ต้นแบบไม่ได้ตั้งโปรแกรมไว้ ทาสมีชุดคุณสมบัติพื้นฐาน แต่แดชบอร์ด Crouton ฝังกฎทางธุรกิจทั้งหมดที่จำเป็นเพื่อดำเนินการสิ่งนี้!

ส้อม Crouton ถูกมองว่าเป็นตัวเลือกสำหรับการควบคุม/การกำหนดค่าแบบกระจายศูนย์ โดยพื้นฐานแล้ว การรวมกันระหว่างไคลเอนต์ MQTT/GUI สามารถจัดการสิ่งต่าง ๆ ของคุณได้ เนื่องจากทุกฟังก์ชัน (เซ็นเซอร์และผู้ดำเนินการ) จะถูกเปิดเผยเป็นปลายทาง MQTT

CROUTON

ครูตอง. https://crouton.mybluemix.net/ Crouton เป็นแดชบอร์ดที่ให้คุณเห็นภาพและควบคุมอุปกรณ์ IOT ของคุณด้วยการตั้งค่าเพียงเล็กน้อย โดยพื้นฐานแล้ว มันเป็นแดชบอร์ดที่ง่ายที่สุดในการตั้งค่าสำหรับผู้ชื่นชอบฮาร์ดแวร์ IOT โดยใช้ MQTT และ JSON เท่านั้น

ASSIMILATE SLAVES (เซ็นเซอร์และนักแสดง) ได้ฝังข้อมูลเมตาและคุณสมบัติที่ต้นแบบใช้เพื่อสร้างแพ็กเก็ต deviceInfo json ที่ Crouton ใช้เพื่อสร้างแดชบอร์ด ตัวกลางระหว่าง ASSIMILATE NODES และ Crouton คือโบรกเกอร์ MQTT ที่เป็นมิตรกับ websockets: ใช้ยุงสำหรับการสาธิต

เนื่องจาก ASSIMILATE MASTER (ดูฮับต่อไปนี้) ร้องขอคุณสมบัติ จึงจัดรูปแบบค่าการตอบกลับในรูปแบบที่จำเป็นสำหรับการอัพเดต Crouton

ขั้นตอนที่ 1: ASSIMILATE SENSOR HUB: ICOS10 CORS WEBCOMPONENTS

บนอุปกรณ์ คุณสมบัติเว็บเซิร์ฟเวอร์ทั้งหมดที่มีการรับรองความถูกต้องและโฮสต์ใน SPIFFS ยังคงได้รับการสนับสนุน แต่มีการทำโฟกัสพิเศษสำหรับการรองรับ CORS (Cross Origin Resource Sharing) สำหรับ Polymer WebComponents (Crouton ใช้ Polymer 1.4.0)

แหล่งข้อมูลสอนได้, ที่เก็บ

ขั้นตอนที่ 2: ASSIMILATE SENSOR HUB: เว็บเซิร์ฟเวอร์ปรับแต่ง ICOS10

ASSIMILATE SENSOR/ACTOR Slaves ฝังข้อมูลเมตาที่ใช้สำหรับการกำหนดการแสดงภาพใน Crouton บิลด์นี้เพิ่มเว็บเซิร์ฟเวอร์ลงใน ESP8266 Master ซึ่งให้บริการไฟล์กำหนดค่าบางไฟล์ที่ผู้ใช้สามารถแก้ไขได้ จากนั้นจึงใช้ไฟล์เหล่านั้นเพื่อกำหนดการแสดงข้อมูลใหม่ ดังนั้นชื่อของการ์ดแดชบอร์ดและคุณสมบัติที่กำหนดค่าได้ส่วนใหญ่จึงสามารถเปลี่ยนแปลงได้ นี่เป็นสิ่งจำเป็นเช่น DHT11 เผยแพร่คุณสมบัติอุณหภูมิและความชื้น: หากไซต์มีโหนดหลายโหนดที่มีเซ็นเซอร์ DHT11 แยกจากกัน จะไม่สามารถเรียกว่าอุณหภูมิได้ทั้งหมด (Garage Temp., Yard Temp…) ไม่มีข้อจำกัดความยาวข้อมูลเมตาที่กำหนดโดย I2C Bus (16 ตัวอักษร) และสามารถใช้ค่าที่สมบูรณ์ยิ่งขึ้นได้ (สูงสุด 64 ตัวอักษร)

การตรวจสอบสิทธิ์พื้นฐานที่เป็นตัวเลือกสามารถกำหนดค่าได้สำหรับหน้าเว็บแก้ไข เช่นเดียวกับรายการยกเว้นจากการตรวจสอบสิทธิ์สำหรับทรัพยากรอื่นๆ สวิตช์ด้านต่ำที่ลดกำลังทาสเมื่อจำเป็น ได้รับการพัฒนาบนบอร์ดลูกที่มีอยู่ด้วย ตามหมายเหตุทางเทคนิค ก่อนเริ่มสร้างนี้ รอยเท้าหน่วยความจำอยู่ที่ 70% เนื่องจากกราฟอ็อบเจ็กต์ข้อมูลเมตาทั่วโลก ไลบรารี AssimilateBus ล่าสุดได้ทำลายการเปลี่ยนแปลงที่แยกตัวแปรส่วนกลางออกเป็นไฟล์ JSON ขนาดเล็กที่บันทึกลงใน SPIFFS สิ่งนี้ทำให้รอยเท้ากลับมาที่ ~50% ซึ่งปลอดภัยกว่าสำหรับการแยกวิเคราะห์/การสร้าง JSON ทั้งหมด ไลบรารี AssimilateBusSlave ยังคงเหมือนเดิม (ASSIM_VERSION 2) ตลอดการเปลี่ยนแปลงเหล่านี้

ทรัพยากร

สอนได้, ที่เก็บ

ขั้นตอนที่ 3: ASSIMILATE SENSOR HUB: ICOS10 CROUTON รีเซ็ตโหนด

นี่คือรุ่นก่อนหน้าของ Customization Webserver build มันยังคงมีการรวม Crouton

บิลด์นี้ส่ง deviceInfo ที่ Crouton ต้องการไปยังโบรกเกอร์ MQTT เพื่อบูตแดชบอร์ดอัตโนมัติ ASSIM_VERSION ต้องเป็น 2 สำหรับ AssimilateBusSlaves (นักแสดงและเซ็นเซอร์) HOUSING HEADERS ก่อนหน้านี้ได้รับการแก้ไขเล็กน้อย โดยราง D0 จะมาแทนที่ราง D6 ที่ไม่ได้ใช้ เพิ่มบอร์ดลูกใหม่ที่อนุญาตให้รีเซ็ตฮาร์ดแวร์ ปลุกภายใต้เงื่อนไขบางประการ และในอนาคตจะใช้สำหรับสวิตช์ไฟด้านต่ำ (สำหรับการควบคุมพลังงานของทาส)

ทรัพยากร

สอนได้, ที่เก็บ

ขั้นตอนที่ 4: ASSIMILATE SENSOR HUB: ICOS10 3V3 MQTT NODE

นี่เป็นครั้งแรกในการผสมผสาน MCU/คุณลักษณะต่างๆ ใน ASSIMILATE SENSOR HUBS: ต้นแบบที่รวบรวมข้อมูลทิ้งจากทาสของ I2C ASSIMILATE SENSORS

บิลด์นี้ใช้ Wemos D1 Mini เพื่อเผยแพร่ข้อมูลใดๆ ที่ดัมพ์จาก ASSIMILATE SENSORS ไปยังเซิร์ฟเวอร์ MQTT มันจัดหาบัส 3V3 I2C ให้กับเซ็นเซอร์ ราง 5V ยังคงมีให้ แต่ไม่มีตัวแปลงระดับลอจิกสำหรับ 5V I2C และอาจไม่ทำงานตามที่ต้องการ สิ่งนี้จะถูกส่งไปแทนที่บอร์ดลูกชุดคุณสมบัติในอนาคตสำหรับอันที่นำเสนอที่นี่

แหล่งข้อมูลสอนได้, ที่เก็บ

ขั้นตอนที่ 5: ASSIMILATE SENSOR HUB: ICOS10 GENERIC SHELL (IDC) ASSEMBLY

นี่คือเวอร์ชันที่ปรับปรุง (ความทนทานของวงจร) ของ ASSIMILATE SENSOR HUB: ICOS10 GENERIC SHELL (HOOKUP WIRE) Assembly ประกอบได้เร็วกว่าและมีวงจรคุณภาพสูงกว่า แต่มีราคาสูงกว่า (ประมาณ 10 ดอลลาร์เพิ่มเติมหากรองรับเซ็นเซอร์ 10 ตัว) คุณสมบัติหลักคือตอนนี้เป็นแบบโมดูลาร์มาก: แผงและสายเคเบิลสามารถเปลี่ยน/ปรับแต่งได้โดยไม่ต้องใช้การบัดกรี/บัดกรี

แหล่งข้อมูล ชิ้นส่วน 3 มิติที่สอนได้

ขั้นตอนที่ 6: IOT123 - ASSIMILATE SENSOR HUB: ICOS10 GENERIC SHELL (HOOKUP WIRE) ASSEMBLY

นี่คือชุดประกอบเชลล์ดั้งเดิม ใช้ IDC ด้านบน

แหล่งข้อมูล ชิ้นส่วน 3 มิติที่สอนได้

ขั้นตอนที่ 7: I2C MAX9812 อิฐ

นี่คือวงจรที่ใช้โดย ASSIMILATE SERSOR ต่อไปนี้

I2C MAX9812 BRICK นี้ทิ้งคุณสมบัติการตรวจจับเสียง 3 แบบ:

• audMin (0-1023) - ค่าต่ำสุดภายในหน้าต่างตัวอย่าง 50ms (20Hz)
• audMax (0-1023) - ค่าสูงสุดภายในหน้าต่างตัวอย่าง 50ms (20Hz)
• audDiff (0-50) - ค่าที่ได้มาจากความแตกต่างของ aMin และ aMax

ทรัพยากร

สอนได้, ที่เก็บ

ขั้นตอนที่ 8: เซ็นเซอร์ตรวจจับ: MAX9812

โครงสร้างนี้ใช้ I2C MAX9812 BRICK

หากคุณต้องการอัตราขยายที่ปรับได้ ฉันแนะนำให้เปลี่ยนเซ็นเซอร์นี้กับ MAX4466

ASSIMILATE SENSOR นี้ทิ้งคุณสมบัติ 3 อย่าง:

1. audMin (0-1023) - ค่าต่ำสุดภายในหน้าต่างตัวอย่าง 50ms (20Hz)
2. audMax (0-1023) - ค่าสูงสุดภายในหน้าต่างตัวอย่าง 50ms (20Hz)
3. audDiff (0-50) - ค่าที่ได้มาจากความแตกต่างของ aMin และ aMax

ทรัพยากร

สอนได้, พื้นที่เก็บข้อมูล, ชิ้นส่วน 3 มิติ

ขั้นตอนที่ 9: I2C HEARTBEAT BRICK

นี่คือวงจรที่ใช้โดย ASSIMILATE SERSOR ต่อไปนี้

I2C HEARTBEAT BRICK นี้บ่งชี้ว่าทาส ATTINY ยังมีชีวิตอยู่หรือไม่ รวมทั้งการรับส่งข้อมูล I2C และมีคุณสมบัติหนึ่งประการ:

สถานะ ("ยังมีชีวิตอยู่")

ทรัพยากร

สอนได้, ที่เก็บ

ขั้นตอนที่ 10: หลอมรวมนักแสดง: HEARTBEAT

โครงสร้างนี้อิงจาก I2C HEARTBEAT BRICK

ASSIMILATE ACTOR นี้มีหนึ่งคุณสมบัติ:

สถานะ ("ยังมีชีวิตอยู่")

PB1 (สายสีขาว ไฟ LED สีฟ้า) บ่งบอกถึงสุขภาพของ ATTINY

PB3 (สายสีเหลือง, LED สีเขียว) สลับกับคำขอ I2C จากต้นแบบ

PB4 (สายสีส้ม, LED สีแดง) สลับกับ I2C ที่ได้รับจากต้นแบบ

ทรัพยากร

สอนได้, พื้นที่เก็บข้อมูล, ชิ้นส่วน 3 มิติ

ขั้นตอนที่ 11: I2C 2CH RELAY BRICK

เป็นวงจรที่ไม่เหมาะเป็น ASSIMILATE ACTOR มาตรฐาน อาจเหมาะกับ I2C PCB Rails มากกว่า

I2C 2CH RELAY BRICK นี้ขยายการทำงานของ I2C KY019 BRICK และมีคุณสมบัติในการอ่าน/เขียนสองประการ:

• รีเลย์ 2CH[0] (จริง/เท็จ)
• รีเลย์ 2CH[1] (จริง/เท็จ)

ทรัพยากร

สอนได้, ที่เก็บ

ขั้นตอนที่ 12: I2C KY019 อิฐ

นี่คือวงจรที่ใช้โดย ASSIMILATE ACTOR ต่อไปนี้

I2C KY019 BRICK นี้เป็นรุ่นแรกของ ACTORS และมีคุณสมบัติอ่าน/เขียนหนึ่งรายการ:

สวิตช์ (จริง/เท็จ)

ทรัพยากร

สอนได้, ที่เก็บ

ขั้นตอนที่ 13: หลอมรวมนักแสดง: KY019

โครงสร้างนี้ใช้ I2C KY019 BRICK

หากคุณต้องการ 2 ช่องสัญญาณ ฉันแนะนำให้เปลี่ยนนักแสดงคนนี้เป็น 2CH RELAY BRICK

ASSIMILATE ACTORS และมีคุณสมบัติอ่าน/เขียนหนึ่งรายการ:

สวิตช์ (จริง/เท็จ)

ทรัพยากร

สอนได้, พื้นที่เก็บข้อมูล, ชิ้นส่วน 3 มิติ

ขั้นตอนที่ 14: I2C TEMT6000 BRICK

นี่คือวงจรที่ใช้โดย ASSIMILATE ACTOR ต่อไปนี้

อิฐ I2C TEMT6000 นี้ทิ้งคุณสมบัติ 3 อย่าง:

• แสงสว่างโดยรอบ (Lux)
• ไฟส่องสว่างโดยรอบ (หน่วย Foot Candel)
• การฉายรังสีโดยรอบ (วัตต์ต่อตารางเมตร)

ทรัพยากร

สอนได้, ที่เก็บ

ขั้นตอนที่ 15: เซ็นเซอร์ตรวจจับ: TEMT6000

โครงสร้างนี้ใช้ I2C TEMT6000 BRICK

ASSIMILATE SENSOR นี้ทิ้งคุณสมบัติ 3 อย่าง:

• แสงสว่างโดยรอบ (Lux)
• ไฟส่องสว่างโดยรอบ (หน่วย Foot Candel)
• การฉายรังสีโดยรอบ (วัตต์ต่อตารางเมตร)

ทรัพยากร

สอนได้, พื้นที่เก็บข้อมูล, ชิ้นส่วน 3 มิติ

ขั้นตอนที่ 16: I2C MQ2 อิฐ

นี่คือวงจรที่ใช้โดย ASSIMILATE ACTOR ต่อไปนี้

อิฐ I2C MQ2 นี้ทิ้งคุณสมบัติ 3 อย่าง:

• LPG (ส่วนต่อล้าน)
• CO (PPM)
• ควัน (PPM)

ทรัพยากร

สอนได้, ที่เก็บ

ขั้นตอนที่ 17: เซ็นเซอร์ตรวจจับ: MQ2

โครงสร้างนี้ใช้ I2C MQ2 BRICK

ASSIMILATE SENSOR นี้ทิ้งคุณสมบัติ 3 อย่าง:

• LPG (ส่วนต่อล้าน)
• CO (PPM)
• ควัน (PPM)

ทรัพยากร

สอนได้, พื้นที่เก็บข้อมูล, ชิ้นส่วน 3 มิติ

ขั้นตอนที่ 18: I2C DHT11 อิฐ

นี่คือวงจรที่ใช้โดย ASSIMILATE ACTOR ต่อไปนี้

อิฐ I2C DHT11 นี้ทิ้งคุณสมบัติ 5 ประการ:

• ความชื้น (%)
• อุณหภูมิ (C)
• อุณหภูมิ (F)
• อุณหภูมิ (K)
• จุดน้ำค้าง (C)

ทรัพยากร

สอนได้, ที่เก็บ

ขั้นตอนที่ 19: เซ็นเซอร์ตรวจจับ: DHT11

โครงสร้างนี้ใช้ I2C MQ2 BRICK

ASSIMILATE SENSOR นี้ทิ้งคุณสมบัติ 5 ประการ:

• ความชื้น (%)
• อุณหภูมิ (C)
• อุณหภูมิ (F)
• อุณหภูมิ (K)
• จุดน้ำค้าง (C)

ทรัพยากร

สอนได้, พื้นที่เก็บข้อมูล, ชิ้นส่วน 3 มิติ

ขั้นตอนที่ 20: I2C PCB RAILS

ในกรณีที่ไม่ต้องการปลอกหุ้มที่ทนทาน ASSIMILATE IOT NETWORK SENSORS และ ACTORS สามารถวางซ้อนกันได้อย่างมีประสิทธิภาพมากขึ้น โดยใช้ทรัพยากรและความพยายามน้อยลง ตรงไปยังรางที่เรียบง่าย สามารถใช้กระบอกสูบห่อหุ้มได้ (ตามที่แสดงในงานสร้างนี้) หรือสามารถเสียบอิฐที่อยู่ด้านล่างได้โดยตรง

แหล่งข้อมูลสอนได้

ขั้นตอนที่ 21: ทาสสร้างต้นแบบอิฐ I2C

ในขณะที่พัฒนา ASSIMILATE ACTOR ล่าสุด (KY-019 RELAY) กระดาน dev ทั่วไปถูกรวมเข้าด้วยกันเพื่อช่วยฉันทำงานพิเศษบางอย่างที่โต๊ะทำงานของฉัน

มีพินเอาต์มาตรฐานของ I2C IOT123 BRICK แต่อนุญาตให้เชื่อมต่อแบบกำหนดเองกับเซ็นเซอร์จาก ATTINY85

ATTINY85 ถอดออกได้ผ่าน DIL Socket สาย I2C เป็นแบบเดินสาย ทุกสิ่งทุกอย่างสามารถเชื่อมต่อฝ่าวงล้อมได้ ใช้งานได้ดีกับ I2C BRICK MASTER JIG

แหล่งข้อมูลสอนได้

ขั้นตอนที่ 22: I2C BRICK MASTER JIG

ขณะพัฒนาเซ็นเซอร์ตรวจจับและนักแสดง ฉันเก็บ UNO ไว้ใกล้มือเพื่อส่งคำสั่งเฉพาะกิจ I2C ไปยังต้นแบบที่กำลังพัฒนา

ข้อดีอย่างหนึ่งของ I2C BRICKS คือพินเอาต์มาตรฐาน แทนที่จะใช้สายเขียงหั่นขนมในแต่ละครั้ง (ดู Fritzings) จะใช้เกราะป้องกันเทคโนโลยีที่ทนทาน

แหล่งข้อมูลสอนได้

ขั้นตอนที่ 23: เครื่องทดสอบสายเคเบิล IDC (6 WIRE)

ในการพัฒนา ICOS10 ASSIMILATE SENSOR HUB ฉันต้องตรวจสอบสายเคเบิลที่ฉันสร้างขึ้น การตรวจสอบคือการตรวจสอบความต่อเนื่องระหว่างซ็อกเก็ตและการแยกระหว่างสายไฟ การออกแบบที่ฉันใช้สวิตช์ DIP เพื่อเปลี่ยนระหว่างการทดสอบความต่อเนื่องและการทดสอบการแยก เนื่องจากฉันคาดว่าจะมีบอร์ดที่แตกต่างกันสำหรับการทดสอบแต่ละครั้ง (DIP Switches ไม่ได้สร้างขึ้นเพื่อการใช้งานอย่างต่อเนื่อง) ทั้งสองวงจรสามารถต่อสายแบบฮาร์ดได้โดยไม่ต้องใช้สวิตช์ DIP

แหล่งข้อมูลสอนได้

ขั้นตอนที่ 24: เครื่องทดสอบวงจร ICOS PANEL

ในการพัฒนา ICOS10 ASSIMILATE SENSOR HUB ฉันต้องตรวจสอบวงจรของแผงควบคุมตามที่ถูกสร้างขึ้นมา ในขณะที่หมุดกำลังบัดกรีบนส่วนหัว 3P ฉันต้องการหมุดตัวผู้ 3P ที่เสียบเข้าไปเพื่อหยุดการเสียรูประหว่างการบัดกรี หัวใจสำคัญของการออกแบบนี้: ฉันได้พัฒนาเครื่องทดสอบวงจรสำหรับสายเคเบิล IDC 6 สายแล้ว

แหล่งข้อมูลสอนได้

ขั้นตอนที่ 25: ATTINY85 การเขียนโปรแกรม JIG. ออนบอร์ด

ในการออกแบบ BRICK ฉันได้กล่าวถึงรูทะลุที่อยู่ติดกับ ATTINY85 ที่ไม่ได้ใช้งาน เพื่อเปิดใช้งานโปรแกรมเมอร์พิน pogo ในขณะที่ DIP8 ถูกบัดกรีเข้ากับ PCB นี่คือโปรแกรมเมอร์พิน pogo นี่เป็นเพียงตะกั่วอะแดปเตอร์จากซ็อกเก็ต DIP8 DIL ของโปรแกรมเมอร์ที่มีอยู่ไปจนถึงจิ๊ก pogo ที่มีระยะห่าง 6 x 4 รูเพื่อใช้บน PCB

แหล่งข้อมูลสอนได้

ขั้นตอนที่ 26: วิดีโอ