UbiDots-Koble til en ESP32 og publisere flere sensordata: 6 trinn

2025 Forfatter: John Day | [email protected]. Sist endret: 2025-01-23 15:02

ESP32 ogESP 8266 er veldig kjent SoC innen IoT. Dette er en slags velsignelse for IoT -prosjektene. ESP 32 er en enhet med integrert WiFi og BLE. Bare gi SSID, passord og IP -konfigurasjoner og integrer tingene i skyen. Her i denne instruksen vil vi tenke gjennom noen av de grunnleggende begrepene for IoT som IoT -plattform, MQTT, Captive -portaler etc. Så la oss gå gjennom det

• IoT -arkitekturen består i veldig enkle ord av en innebygd enhet og IoT -plattform for å sette enheten i skyen. Her bruker vi UbiDots IoT -plattform for å visualisere sensordata.
• Administrering av IP -innstillinger og brukerlegitimasjon kan være en hodepine for brukeren. Hva om brukeren vil endre WiFi -legitimasjonen? Hva om brukeren ønsker å bytte innstillinger for DHCP/statisk IP? Å blinke ESP32 hver gang er ikke pålitelig og ikke engang løsningen på disse problemene. Så vi går gjennom den fangede portalen for å lagre WiFi -legitimasjonen og andre konfigurasjoner.
• MQTT blir nå et veldig vanlig begrep i IoT -verdenen. den har overgått forespørsel og svar (HTTP) av Publiser og Abonner på grunn av den raske, robuste og slanke arkitekturen.

Her i denne instruksen skal vi demonstrere.

• Å gi WiFi og MQTT -legitimasjon ved hjelp av Captive Portal.
• Publisering og abonnement på flere sensordata til UbiDots.
• Lese sensordata fra trådløse temperatur- og fuktighetssensorer.
• Hosting av et webskjema fra ESP32.
• Lese og skrive fra SPIFFS ESP32.

Trinn 1: Spesifikasjon for maskinvare og programvare

• ESP32 WiFi/BLE
• Trådløs temperatur- og fuktighetssensor

Programvarespesifikasjon

Arduino IDE

Trinn 2: Opprette en Captive Portal

En fanget portal er en webside som vises for nylig tilkoblede brukere før de får bredere tilgang til nettverksressurser. Her serverer vi tre nettsider for å velge mellom DHCP og statiske IP -innstillinger. vi kan definere IP -adressen til ESP på to måter.

• DHCP IP-adresse- det er en måte å dynamisk tildele IP-adressen til enheten. ESPs standard IP -adresse er 192.168.4.1
• Den statiske IP-adressen- tilordne en permanent IP-adresse til vår nettverksenhet. For å gi den statiske IP -adressen til enheten trenger vi å definere IP -adressen, gateway -adressen og nettverksmasken.

Den første nettsiden er hostet på 192.168.1.77. Her er brukeren utstyrt med radioknappene for å velge mellom innstillinger for DHCP og statisk IP. På den neste nettsiden må vi oppgi IP -relatert informasjon for å fortsette videre.

HTML -kode

HTML -koden for nettsider finnes i dette Github -depotet. Du kan bruke hvilken som helst IDE eller tekstredigerer som Sublime eller notepad ++ for å lage HTML -websider.

• Lag først en HTML -webside som inneholder to alternativknapper for å velge mellom DHCP og statisk IP -innstilling.
• Lag nå knappen for å sende inn svaret ditt
• Gi et navn til alternativknappene.
• ESP -webserverklassen tar disse navnene som argumenter og får svaret fra radioknappene ved hjelp av disse argumentene
• Sett inn en "SEND" -knapp for å sende svaret til enheten. På de andre nettsidene har vi tekstbokser.
• Gi navneverdien og inndatatypen til tekstboksen, og legg til en send -knapp for å "SEND" send inn svaret.
• Lag en RESET -knapp for å tilbakestille innholdet i tekstfeltet.

Trinn 3: Tilbyr WiFi og UbiDots legitimasjon

Hovedproblemet oppstår når du administrerer Wi -Fi -legitimasjonen. Selv om vi har WiFiMulti -bibliotek for det hvor vi kan gi flere SSID -er og passord til enheten, og enheten vil koble seg til det tilgjengelige nettverket. Men hva om det tilgjengelige nettverket ikke er i WiFiMulti -listen. Å blinke ESP32 -enheten hele tiden er ikke en pålitelig løsning.

For å løse dette problemet, er vi vert for en webside der brukeren kan sende inn SSID og passord for det tilgjengelige nettverket. Det fungerer som følger.

• Nettsiden er lagret på den statiske IP- eller DHCP -IP -en som brukeren velger fra portalen
• Denne websiden inneholder tekstfelt for å angi SSID, passord og UBIDOTS -token -ID for å koble enheten til UbiDots.
• Skriv inn SSID og passord for din lokale WiFi i inndatafeltene, Skriv inn UbiDots token -ID og skriv inn SEND
• Disse legitimasjonene lagres i ESP32s EEPROM
• Etter 60 sekunder kobler enheten seg automatisk fra AP
• Neste gang du slår på enheten, trenger ikke brukeren å følge denne prosedyren. Enheten vil automatisk hente brukeropplysningene fra EEPROM og fortsette med å publisere sensoravlesningene til UbiDots.

Trinn 4: Publisering av sensoravlesninger til UbiDots

Her bruker vi trådløse temperatur- og fuktighetssensorer med ESP 32 -enheten for å få data om temperatur og fuktighet. Vi sender dataene til UbiDots ved hjelp av MQTT -protokollen. MQTT følger en publiserings- og abonnementsmekanisme i stedet for forespørsel og svar. Det er raskere og pålitelig enn HTTP. Dette fungerer som følger.

• Vi bruker Task Scheduler for å planlegge oppgaven som å hente data fra sensorer, publisere sensoravlesningene, abonnere på MQTT -emne.
• Inkluder først oppgaveplanleggeroverskriftfilene, det er forekomst og planlegger oppgavene.
• Vi har planlagt to oppgaver som refererer til to forskjellige kontrolloperasjoner.

#define _TASK_TIMEOUT#inkluderer

Planlegger ts;

// --------- Oppgaver ------------ // Oppgave tSensor (4 * TASK_SECOND, TASK_FOREVER, & taskSensorCallback, & ts, false, NULL, & taskSensorDisable); Oppgave tWiFi (10* TASK_SECOND, TASK_FOREVER, & taskWiFiCallback, & ts, false, NULL, & taskWiFiDisable);

Oppgave 1 er for å lese sensorverdien denne oppgaven kjører i 1 sekund til den når timeout på 10 sekunder

• Når oppgave1 når sin tid, kobler vi til lokal Wifi- og MQTT -megler.
• Nå er oppgave 2 aktivert, og vi deaktiverer oppgave 1

• Oppgave 2 er for å publisere sensordata til UbiDots MQTT -megler, denne oppgaven løper i 20 sekunder til den når timeout på 20 sekunder

• Når oppgave 2 når sin timeout, er oppgave 1 aktivert igjen og oppgave 2 er deaktivert. Her får vi den oppdaterte verdien igjen, og prosessen fortsetter.

Lese I2C -sensordata

Vi får en 29-byte ramme fra de trådløse temperatur- og fuktighetssensorene. Denne rammen manipuleres for å få faktiske data om temperatur og fuktighet

uint8_t data [29];

data [0] = Serial1.read (); forsinkelse (k); // chck for startbyte hvis (data [0] == 0x7E) {while (! Serial1.available ()); for (i = 1; i <29; i ++) {data = Serial1.read (); forsinkelse (1); } if (data [15] == 0x7F) /////// for å sjekke om mottatte data er riktige {if (data [22] == 1) //////// kontroller sensortypen er korrekt {

fuktighet = ((((data [24]) * 256) + data [25]) /100,0); fuktighet /=10,0; cTempint = (((uint16_t) (data [26]) << 8) | data [27]); cTemp = (float) cTempint /100.0; cTemp /= 10,0; fTemp = cTemp * 1,8 + 32; fTemp /= 10,0; batteri = tilfeldig (100, 327); spenning = batteri/100; nodeId = data [16];}

Koble til UbiDots MQTT API

Inkluder overskriftsfilen for MQTT -prosessen

#inkludere

definere andre variabler for MQTT som klientnavn, megleradresse, token ID (Vi henter token ID fra EEPROM)

#define MQTT_CLIENT_NAME "ClientVBShightime123"

char mqttBroker = "things.ubidots.com";

røye nyttelast [100]; røye emne [150];

// opprett variabel for å lagre token ID

String tokenId;

Lag variabler for å lagre forskjellige sensordata og lag en char -variabel for å lagre emne

#define VARIABLE_LABEL_TEMPF "tempF" // Vurder variabeletiketten #definer VARIABLE_LABEL_TEMPC "tempC" // Assosier variabeletiketten #define VARIABLE_LABEL_BAT "bat" #define VARIABLE_LABEL_HUMID "variable" //

char topic1 [100]; røye topic2 [100]; røye topic3 [100];

publiser dataene til det nevnte MQTT -emnet, nyttelasten vil se ut som {"tempc": {value: "tempData"}}

sprintf (topic1, "%s", ""); sprintf (topic1, "%s%s", "/v1.6/devices/", DEVICE_LABEL); sprintf (nyttelast, "%s", ""); // Renser nyttelast sprintf (nyttelast, "{"%s / ":", VARIABLE_LABEL_TEMPC); // Legger til verdien sprintf (nyttelast, "%s {" verdi / ":%s}", nyttelast, str_cTemp); // Legger til verdien sprintf (nyttelast, "%s}", nyttelast); // Lukker ordbokens parenteser Serial.println (nyttelast); Serial.println (client.publish (topic1, nyttelast)? "Publisert": "ikkepublisert");

// Gjør det samme for andre temaer også

client.publish () publiserer dataene til UbiDots

Trinn 5: Visualisering av dataene

• Gå til Ubidots og logg inn på kontoen din.
• Naviger til oversikten fra kategorien Data som er oppført øverst.
• Klikk nå på "+" - ikonet for å legge til de nye widgetene.
• Velg en widget fra listen, og legg til en variabel og enheter.
• Sensordataene kan visualiseres på dashbordet ved hjelp av forskjellige widgets.

Trinn 6: Samlet kode

Over -koden for HTML og ESP32 finnes i dette GitHub -depotet.

Studiepoeng

• ncd ESP32 breakout board.
• ncd Trådløse temperatur- og fuktighetssensorer.
• pubsubclient
• UbiDots
• Oppgaveplanlegger