IoT ორმაგი ტემპერატურის მონაცემთა სერვერი: 12 ნაბიჯი (სურათებით)

2024 ავტორი: John Day | [email protected]. ბოლოს შეცვლილი: 2024-01-30 10:16

ეს არის ჩემი პირველი მცდელობა დავწერო ინსტრუქციული და ასე რომ გთხოვთ დამშვიდდით ჩემზე! თუ ფიქრობთ, რომ ეს არც ისე ცუდია, გთხოვთ, ხმა მომცეთ პირველად ავტორთა კონკურსში.

ეს არის ჩემი ჩაკეტილი პროექტი სათბურის 2 ტემპერატურის დისტანციური მონიტორინგისთვის, ერთი იატაკის დონეზე და ერთი სახურავის ქვეშ. მიუხედავად იმისა, რომ მე ადრე გამოვიყენე Raspberry Pi (RPi), ეს პროექტი მოიცავდა რამდენიმე ელემენტს, რომელიც მე არ გამომიყენებია და გზაში აღმოვაჩინე რამდენიმე გაკვეთილი, რომლებიც მოძველებული იყო ან უბრალოდ არასწორი. ეს არის ჩემი ცოდნის კრებული, რათა შეიქმნას ორმაგი დისტანციური ტემპერატურის მონიტორი Pi Zero & 2 DS18B20+ One Wire ციფრული ტემპერატურის სენსორებისგან, რომელიც შეიძინა გზაზე.

რამ ვისწავლე:

• მოწყობილობიდან მონაცემების ხელმისაწვდომობა ნივთების ინტერნეტის (IoT) ნაწილად
• 1 მავთულის ინტერფეისი 2 მოწყობილობით
• მონაცემთა სიმარტივე
• JSON მონაცემები
• UFW ბუხრის დაყენება
• გამოიყენეთ Freeboard.io მონაცემების ჩვენების მიზნით
• კონფიგურაცია RPi პროგრამის გადატვირთვაზე

არსებობს უზარმაზარი მონაცემები, რომლებიც შეიძლება მოიძებნოს ყველა ამ თემაზე მარტივი ძიებით, მაგრამ რაც არც ისე ნათელია არის ის, თუ როგორ გავაერთიანოთ ყველა ეს ცალკეული ელემენტი.

მარაგები

• თქვენ დაგჭირდებათ Raspberry Pi (მონიტორთან, მაუსთან და კლავიატურას დასაყენებლად, მაგრამ არა დასრულებული პროექტის გაშვებისას)
• მუშაობს ინტერნეტ კავშირი.
• PSU მიკრო USB კონექტორით
• 2 DS18B20+ ერთი მავთულის ციფრული ტემპერატურის სენსორებიდან. აღმოვაჩინე, რომ Amazon იყო ყველაზე იაფი
• 4K7 ohm რეზისტორი ან მე გამოვიყენე 2 10K ohm რეზისტორი.
• პატარა პურის დაფა და რამდენიმე კაცი/ქალი მავთული სკამზე შესამოწმებლად
• მცირე ზომის ფირფიტა საბოლოო ასამბლეისთვის
• მარტივი ინსტრუმენტები soldering და მავთულის stripping.
• პატარა პლასტმასის ყუთი მზა დიზაინის შესანახად

ნაბიჯი 1: აპარატურა

მე უკვე მქონდა Raspberry Pi Zero W (უკაბელო საშუალებით), მაგრამ დარწმუნებული ვარ, რომ ეს მარტივი პროექტი მშვენივრად იმუშავებს ნებისმიერ RPI– ზე. ჩემს სახელოსნოში უცნაური ელექტრონული ნაჭრების ყუთს ჰქონდა ყველაფერი (პურის დაფა, მავთული, PSU და ა. ეს არის ჩვეულებრივი DS18B20 ჩიპები, რომლებიც მოხერხებულად არის დამონტაჟებული წყალგაუმტარი კორპუსში და 3 მ კაბელში. კაბელიდან არის 3 მავთული:

• წითელი - ძალა - დაუკავშირდით 3.3v პინ 1 -ს
• შავი - დაბრუნება - დაუკავშირდით გრუნტის პინს 6
• ყვითელი - მონაცემები - დაუკავშირდით GPIO4 პინს 7

სენსორები იყენებენ 1 მავთულის ინტერფეისს და ძალიან ადვილი იყო ერთმანეთთან დაკავშირება და მონაცემების მოპოვება. ინტერნეტში არის რამდენიმე გვერდი, სადაც მოცემულია 1 მოწყობილობის დაკავშირების დეტალები, მაგრამ ძალიან ცოტაა 2 (ან მეტი).

სკამზე შესამოწმებლად, წრე შეიკრიბა პურის დაფის გამოყენებით. მე აღმოვაჩინე, რომ გაკვეთილები მე ვიყენებ 4K7 რეზისტორს მონაცემთა ხაზის მიკერძოების მიზნით, მაგრამ მე ვერ ვიპოვე ერთი და პარალელურად გამოყენებული 2* 10K და ის მშვენივრად მუშაობდა. ინტერნეტში უამრავი რესურსია RPi სქემების შესაქმნელად breadboard– ის გამოყენებისათვის და ამიტომ მათ აქ აღარ გავიმეორებ.

სქემა შექმნილია სქემის დიაგრამის გამოყენებით

ნაბიჯი 2: Raspberry Pi OS პროგრამული უზრუნველყოფის დაყენება

როგორც ადრე ვიყენებდი ამ RPi– ს, გადავწყვიტე დავიწყო ოპერაციული სისტემის სუფთა ინსტალაციით, მე გადავაფორმე SD ბარათი და დავაინსტალირე NOOBS– ის სუფთა ვერსია. შემდეგ მე დავაყენე Raspian– ის სრული დესკტოპის ვერსია (საუკეთესო ვარიანტი), რადგან ეს ასევე დააინსტალირებს PIP & GIT– ს, რაც lite ვერსიას არ აქვს. მიუხედავად იმისა, რომ მე არ მჭირდება გრაფიკული მომხმარებლის ინტერფეისი (GUI) პროექტისთვის, ეს არის მარტივი გზა ყველა ვარიანტის დასაყენებლად და 16 გბ SD ბარათით არ იყო სივრცის დეფიციტი.

მე დავაყენე WI-FI წვდომა, შემდეგ გავუშვი სრული ინსტალაცია და შემდეგ ოსტატი განახლებებითა და განახლებებით და ა.შ. GUI- ის გამოყენებით, საჭიროებისამებრ დავაყენე RPI მხოლოდ იმიტომ, რომ GUI- ის გამოყენება უფრო ადვილია, ვიდრე სარდლობის ხაზის ინტერფეისი (CLI). მენიუდან გადავედი კონფიგურაციის ფანჯარაში და შემდეგ:

• სისტემის ჩანართზე, მე შევცვალე პაროლი, ჩავრთე ჩატვირთვისას CLI და მონიშნული ავტომატური შესვლა
• ინტერფეისების ჩანართზე, მე ჩართე 1 მავთული
• დააწკაპუნეთ ok და ხელახლა ჩამტვირთავი

თუ თქვენ გჭირდებათ ნებისმიერ დროს GUI– ზე დაბრუნება, უბრალოდ ჩაწერეთ startx CLI– ში

სტარტქსი

ნაბიჯი 3: დააინსტალირეთ მონაცემთა ბაზა დისტანციური წვდომის დასაშვებად

მე აღმოვაჩინე მართლაც სასარგებლო ბლოგის ჩანაწერი Dataplicity საიტზე https://blog.dataplicity.com/how-to-build-a-raspb… და გამოვიყენე ამის რამდენიმე ნაწილი. ბლოგის მე –3 ნაწილი აღწერს მონაცემთა ბაზის შექმნას RPi– ზე დისტანციური წვდომისათვის. მე არასოდეს გამომიყენებია Dataplicity, მაგრამ უნდა ითქვას, რომ მე საფუძვლიანად გირჩევთ მას, როგორც დისტანციური წვდომის ძალიან მარტივ ინსტრუმენტს. მიუხედავად იმისა, რომ ეკრანის ანაბეჭდები (ზემოთ მოცემულ ბლოგში) ცოტა მოძველებულია, პრინციპი კარგია.

თქვენს კომპიუტერზე გადადით Dataplicity.com– ზე და შექმენით ანგარიში (შეგიძლიათ გამოიყენოთ ბრაუზერი GUI– ში, მაგრამ საკმაოდ ნელა RPi Zero– ზე). შემდეგ დააწკაპუნეთ ღილაკზე „ახალი მოწყობილობის დამატება“და ამომხტარი ფანჯარაში გამოჩნდება კოდის ხაზი. შემდეგ გადადით CLI– ზე RPi– ზე და ჩაწერეთ ტექსტის სტრიქონი. თუ ყველაფერი წესრიგშია, Dataplicity ლოგო გამოჩნდება და ინსტალაციის პროგრამა ამოქმედდება.

თქვენს კომპიუტერში, ახალი მოწყობილობა ახლა უნდა გამოჩნდეს Dataplicity ვებსაიტზე. დააწკაპუნეთ მოწყობილობაზე და თქვენ უნდა ნახოთ ტერმინალური ეკრანი თქვენი RPi– სთვის.

აქ რამდენიმე რამ უნდა აღინიშნოს:

• სისტემაში შესასვლელად ჩაწერეთ "su pi" (სუპერმომხმარებლისთვის) და მოგეთხოვებათ პაროლი (როგორც ადრე იყო მითითებული)
• თქვენ უნდა ჩართოთ Wormhole (მოგვიანებით გამოსაყენებლად)
• თქვენ დაგჭირდებათ Wormhole მისამართი მონაცემების მოგვიანებით ჩვენებისათვის (საჭიროების შემთხვევაში დააწკაპუნეთ მარჯვენა ღილაკით კოპირებაზე)

თქვენ შეგიძლიათ გამოიყენოთ ეს დისტანციური წვდომა ყველა შემდგომი ნაბიჯისათვის და ბევრად უფრო ადვილია მონაცემების, პროგრამების და სხვათა კოპირებისთვის, ვიდრე პირდაპირ RPi– ზე.

ნაბიჯი 4: შეამოწმეთ სენსორები

ახლა თქვენ შეგიძლიათ გამოიყენოთ Dataplicity დისტანციური წვდომა RPI– ზე ყველა მომდევნო მონაკვეთისთვის.

თუ ყველაფერი უკვე კარგად არის დაკავშირებული, თქვენ უნდა ნახოთ DS18B20– დან დაბრუნებული ტემპერატურა. მე ვიმუშავე Pi Hut– ის გაკვეთილის საშუალებით, მაგრამ ამის უმეტესობა არ იყო საჭირო. თუ გსურთ სრული დეტალები, ისინი შეგიძლიათ იხილოთ აქ:

მნიშვნელოვანი ნაწილებია მოწყობილობების დირექტორია და დარწმუნდით, რომ ნაჩვენებია 2 განსხვავებული სენსორი.

cd/sys/bus/w1/devices/

აქ უნდა იყოს ნაჩვენები 2 მოწყობილობა, დაწყებული 28- ით და ავტობუსის მაგისტრალით. ჩემი ნაჩვენებია:

28-011453ebfdaa 28-0114543d5daa w1_bus_master1

ეს 2 პირადობის მოწმობა მნიშვნელოვანია და საჭირო იქნება მოგვიანებით! შემდეგ შეცვალეთ სენსორების ერთ დირექტორიაში:

cd 28-011453ebfdaa

(მაგალითად) და შემდეგ სენსორის მნიშვნელობის წასაკითხად

კატა w1_ მონა

უნდა იყოს ნაჩვენები ტექსტის 2 სტრიქონი:

53 01 4b 46 7f ff 0c 10 2d: crc = 2d YES

53 01 4b 46 7f ff 0c 10 2d t = 21187

YES აჩვენებს, რომ სენსორი სწორად კითხულობს და 21187 აჩვენებს ტემპერატურას ცელსიუსში 21.187 (გაყავით 1000 -ზე) გაიმეორეთ ეს მეორე სენსორის შესამოწმებლად. თუ ორივე კარგად კითხულობს, ჩვენ შეგვიძლია გადავიდეთ მონაცემების კითხვაზე Python3– ით.

გადავაკოპირე და მოვახდინე შემდეგი კოდი, რომელიც ვიპოვე ინტერნეტში, მაგრამ არ მახსოვს საიდან. თუ ეს თქვენს კოდს ჰგავს, მაშინ ბოდიშს გიხდით, რადგან არანაირი პლაგიატი არ იყო გამიზნული; გთხოვთ შემატყობინოთ და მე ვაღიარებ თქვენს საქმიანობას.

შექმენით დირექტორია სახელწოდებით პროექტები და შეცვალეთ ეს დირექტორია.

mkdir ~/პროექტები

cd ~/პროექტები

ამ დირექტორიაში გამოიყენეთ ტექსტური რედაქტორი (ნანო), რომ შექმნათ და შეცვალოთ ფაილი სახელწოდებით thermo-test.py

sudo nano thermo-test.py

ამან უნდა გახსნას რედაქტორი და რადგან თქვენ იყენებთ Dataplicity– ს, შეგიძლიათ უბრალოდ დააკოპიროთ ქვემოთ მოყვანილი კოდი (thermo-test.py) და ჩასვათ რედაქტორში. თქვენ უნდა შეცვალოთ მოწყობილობის 2 სახელი (დაწყებული 28–…) ზემოთ მითითებულებით. როდესაც ყველაფერი სწორად გამოიყურება, დააჭირეთ ctrl+X დასასრულს, Y შესანახად და დაბრუნდით არსებული სახელის გამოსაყენებლად. თუ გირჩევნიათ გამოიყენოთ GUI, მაშინ თონი იგივეს გააკეთებს.

სატესტო პროგრამის გასაშვებად:

sudo python3 thermo-test.py

ყველაფერი კარგადაა, ამან უნდა შეასრულოს ფაილი პითონი 3 -ით და დაბეჭდოს ეკრანზე 2 ტემპერატურა ყოველ 10 წამში. თქვენ შეგიძლიათ შეამოწმოთ ყველაფერი კარგადაა 1 სენსორი მოათავსოთ ცივ წყალში ან ნაზად გაათბოთ ფენით. თუ ყველაფერი კარგად ჩანს, ჩვენ შეგვიძლია გავაგრძელოთ!

ნაბიჯი 5: UFW Firewall

ვინაიდან ეს RPi მუდმივ კავშირში იქნებოდა ინტერნეტთან, მე გადავწყვიტე, რომ Firewall იქნებოდა კარგი იდეა და მარტივი გამოსაყენებელი არის გაურთულებელი Firewall (ufw). აქ არის ძალიან მარტივი გაკვეთილი

მე არ ჩავდივარ დიდ სიღრმეში, რადგან ეს არ არის ამ ინსტრუქციის მიზანი, მაგრამ მოკლედ:

დააინსტალირეთ ბუხარი:

sudo apt-get დააინსტალირეთ ufw

დააყენეთ ნაგულისხმევი წესები:

sudo ufw ნაგულისხმევი გასვლის დაშვება

sudo ufw ნაგულისხმევი უარყოფს შემომავალს

გახსენით პორტი 80 მონაცემთა ბაზისთვის

sudo ufw ნებადართულია 80

ჩართეთ ბუხარი

sudo ufw ჩართვა

შეამოწმეთ სტატუსი და დარწმუნდით, რომ ყველაფერი მუშაობს

sudo ufw სტატუსი

ნაბიჯი 6: S ტემპერატურის მონაცემების დამთავრება როგორც JSON

დაუბრუნდით ტიმ ფერნანდოს ბლოგს და განყოფილებას 5.

მიჰყევით მითითებებს (გარდა იმისა, რომ ჩვენ უკვე შევქმენით პროექტების დირექტორია) და ყველა კარგად უნდა იმუშაოს. GIT– ის საშუალებით თქვენ გადმოწერთ ტიმის აპლიკაციის ფაილებს და PIP დარწმუნდება, რომ ყველა საჭირო პროგრამა დაინსტალირებულია თქვენს RPi– ზე. შემდეგ აღმოვაჩინე, რომ ხელახლა ჩატვირთვა მჭირდება, რათა დავრწმუნდე, რომ პაკეტები სწორად არის დაყენებული.

შემდეგ გაუშვით ტიმის პროგრამა და თქვენი RPi უნდა იყოს JSON მონაცემებით პირველი სენსორისთვის.

cd home/pi/projects/temperature-serve-pi

sudo gunicorn ტემპერატურა: აპლიკაცია -b 0.0.0.0:80

ბლოგის საშუალებით შეგიძლიათ განაგრძოთ მე –6 განყოფილებაში, სადაც ნახავთ, რომ მონაცემები მოცემულია 1 სენსორისთვის.

თქვენ ასევე შეგიძლიათ გამოიყენოთ JSON Viewer მონაცემების სანახავად https://codebeautify.org/jsonviewer დააწკაპუნეთ ღილაკზე „URL- ის ჩატვირთვა“და ჩასვით Wormhole- ის ადრე მითითებულ მისამართზე. მარცხენა სარკმელში თქვენ უნდა ნახოთ ორი ჩანაწერი, ერთი ცელსიუსზე და ერთი ფარენჰეიტზე.

ნაბიჯი 7: გაგზავნეთ მონაცემები ორივე სენსორიდან

Temperat.py და thermo-test.py კოდიდან გამომდინარე, მე შევქმენი 2temps.py როგორც ადრე რედაქტირებული /projects /temperature-serve-pi დირექტორიაში, ჩასმული კოდით და შენახული. მე მაშინ გავიქეცი

sudo gunicorn 2 ტემპი: აპლიკაცია -b 0.0.0.0:80

როდესაც JSON Viewer– ის ხელახლა გაშვება მივიღე მნიშვნელობები temp1 და temp2– ისთვის

წარმატებები:)

ნაბიჯი 8: ავტომატური დაწყება

სათბურის ენერგია ზოგჯერ ითიშება, მე მინდოდა, რომ RPi ავტომატურად ჩატვირთოს პროგრამა და დაიწყოს მონაცემების მტკიცება. როგორც ჩანს, უმარტივესი გზა არის rc.local ფაილის რედაქტირება და საჭირო კოდის დამატება ბოლოში, გასასვლელი 0 ხაზის ზემოთ.

cd და ა.შ

sudo nan rc. ადგილობრივი

შემდეგ დამატება

ძილი 10

cd home/pi/projects/temperature-serve-pi sudo gunicorn temp04: app -b 0.0.0.0:80 &

• & ბოლოს ეუბნება კომპიუტერს გაუშვას სკრიპტი ქვეკალით ისე, რომ თქვენი კომპიუტერი არ დაელოდოს ფუნქციის დასრულებას და გააგრძელოს ჩატვირთვისას
• ძილი 10 [წამი] დარწმუნებულია, რომ ყველა წინა ოპერაცია დასრულებულია სამსახურის დაწყებამდე.

გასვლა და შენახვა, როგორც ადრე. შემდეგ გადატვირთეთ და ხელახლა გაუშვით JSON Viewer, რომ შეამოწმოთ ყველაფერი კარგადაა.

თუ გსურთ მეტი ინფორმაცია ავტომატური გაშვებული პროგრამების შესახებ, აქ არის დიდი სამეურვეო პროგრამა

ნაბიჯი 9: მონაცემების ჩვენება Freeboard.io (1)

ტიმის ბლოგის საფეხურები კარგად მუშაობს, მოკლედ; შექმენით ანგარიში www.freeboard.io– ზე და შემდეგ შექმენით ახალი Freeboard, მე დავურეკე ჩემს SHEDTEMPERATURES.

პირველ რიგში, დაამატეთ მონაცემთა წყარო, დააწკაპუნეთ დამატებაზე ზედა მარჯვნივ და ამომხტარი ფანჯრიდან აირჩიეთ ტიპი JSON, მიეცით მონაცემთა წყაროს სახელი, დაამატეთ ჭიის ხვრელის მისამართი როგორც ადრე URL და დააწკაპუნეთ NO TRY THINGPROXY. ტემპერატურა მხოლოდ ძალიან ნელა იცვლება და ამიტომ ყოველ 15 წამის განახლება კარგია. დააწკაპუნეთ შენახვაზე.

ნაბიჯი 10: მონაცემების ჩვენება Freeboard.io (2)

დააწკაპუნეთ ADD PANE- ზე და შემდეგ + - ზე, რომ დაამატოთ პირველი ვიჯეტი. თქვენ შეგიძლიათ აირჩიოთ და ითამაშოთ სხვადასხვა ტიპებით, მაგრამ აღმოვაჩინე, რომ Gauge უბრალოდ კარგად იყო. მიეცით შესაბამისი სათაური, ერთეულები (C), MINIMUM და MAXIMUM თქვენი განაცხადის შესატყვისად. მონაცემთა ბაზისთვის დააწკაპუნეთ ღილაკზე + და გამოჩნდება ზემოთ შექმნილი წყარო.

ჩამოსაშლელ ფანჯარაში ნაჩვენები უნდა იყოს JSON მონაცემთა 2 წყარო (temp2 და temp2), რომლებიც ადრე იყო აგებული. აირჩიეთ შესაბამისი წყარო და დააჭირეთ შენახვას.

გაიმეორეთ ეს მეორე გაზომვისთვის და ჩვენ მზად ვართ.

მონაცემები ახლა უნდა იყოს ნაჩვენები 2 საზომზე და თუ თქვენ კვლავ გაქვთ PRi მონიტორთან დაკავშირებული, თქვენ უნდა ნახოთ მოთხოვნები Freeboard.io– დან მათი ჩამოსვლისას.

ნაბიჯი 11: შექმენით პროექტი ყუთში

ამ მომენტამდე, RPi და სხვა კომპონენტები ყველა აწყობილი იყო სკამზე პურის დაფის გამოყენებით. სტრიპტბორდის პატარა ნაჭერი შემდგომ გამოიყენებოდა პურის დაფის შესაცვლელად და ტყვიები ყველა თავის ადგილზე იყო ჩასმული.

აღმოჩნდა ვარდისფერი პატარა ლეგოს შესანახი ყუთი, რომელსაც ჰქონდა ბევრი ადგილი და სადაც RPI არ გახურდებოდა. ხვრელები იყო გაბურღული ყუთის გვერდებზე და 3 მმ ნეილონის სამონტაჟო სვეტები გამოიყენებოდა RPi და ზოლების დასაფიქსირებლად.

GPIO– სგან საჭიროა მხოლოდ 3 კავშირი, 3.3v, GND და მონაცემები.

• 3.3Vdc პინი 1
• GND pin 6
• მონაცემები (GPIO4) პინ 7

ტემპერატურის სენსორების USB კაბელისა და კაბელების ყუთში დამატებულია ხვრელები. მას შემდეგ რაც ყველაფერი თავის ადგილზე დადგა, მცირე რაოდენობით სილიკონის გამაძლიერებელი დაემატა, რათა ობობები არ თვლიდნენ, რომ ეს იყო თბილი თბილი ზამთრის ადგილი!

ნაბიჯი 12: დასრულდა

ყუთი მოათავსეს სათბურში და იკვებებოდა USB დამტენით. ორი სენსორი მოათავსეს ერთი სათბურის თავთან ახლოს, მეორე კი მცენარის ქოთანზე, რათა შეამოწმებინათ რამდენად ცივდებოდა ნერგები ღამით.

ეს არის ჩემი პირველი ინსტრუქცია და ვიმედოვნებ, რომ თქვენ ფიქრობთ, რომ ყველაფერი კარგადაა. თუ რაიმე შეცდომას აღმოაჩენთ გთხოვთ შემატყობინოთ და საჭიროების შემთხვევაში შევცვლი. შემდეგი ნაბიჯი შეიძლება იყოს მონაცემების ჩაწერა ყოველ (ვთქვათ) 60 წმ -ში, მაგრამ ეს მოვა მოგვიანებით.