Väga väikese energiatarbega WiFi koduautomaatikasüsteem: 6 sammu (piltidega)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Viimati modifitseeritud: 2024-01-30 08:45

Selles projektis näitame, kuidas saate mõne sammuga luua kohaliku kohaliku koduautomaatika põhisüsteemi. Kasutame Raspberry Pi, mis toimib keskse WiFi -seadmena. Lõppsõlmede puhul kasutame IOT Cricketit akutoitega WiFi -seadmete valmistamiseks, nt temperatuuriandur ja ühendage see RPi -ga, kirjutamata ühtki koodirida.

Meie süsteem põhineb MQTT kommunikatsiooniprotokollil, mis on enamikus koduautomaatikasüsteemides tohutult kasutusele võetud. Selle seadistamiseks valime Mosquitto MQTT maakleri (serveri) ja installime selle Raspberry Pi (meie keskkeskus).

IOT Cricketil on ka HTTP (S) ja MQTT protokollide tugi. Seadistame selle kasutama MQTT -d, et suhelda otse meie RPi MQTT maakleriga.

Seda projekti saavad ellu viia kõik oskuste taseme tegijad. See võib vajada põhilist jootmist, kuid ei vaja kodeerimist ega programmeerimist. Selle projekti lõpus saate kindla ettekujutuse sellest, kuidas saate oma süsteemi hõlpsalt üles ehitada ja kiiresti laiendada, lisades süsteemile oma IOT -lõppsõlmed.

Tarvikud:

• Vaarika Pi (selle projekti jaoks kasutasime 3. versiooni)
• IOT Cricket WiFi moodul
• 2xAAA patareihoidik
• 2xAAA patareid

Samm: mis on MQTT?

MQTT protokoll pakub lihtsat meetodit sõnumite edastamiseks, kasutades avaldamis-/tellimismudelit. Seetõttu sobib see asjade Interneti -sõnumite saatmiseks, näiteks väikese energiatarbega andurid või mobiilseadmed, nagu telefonid, sisseehitatud arvutid või mikrokontrollerid. (allikas: mosquitto.org)

Saame kasutada nii palju seadmeid, kui soovime teemasid tellida ja sõnumeid saabuda. Kui mõned seadmed avaldavad sellel teemal sõnumi, saavad kõik selle teema tellinud seadmed selle sõnumi kohe. Teemaks võib olla mis tahes suvaline string, mis on tavaliselt seotud / tähemärkidega, et luua hierarhilisi teemasid. MQTT kõige tavalisem kasutusviis on ühe keskserveri olemasolu, millele seadmed saavad sõnumeid tellida ja avaldada. See hõlbustab igasugust suhtlust selle serveriga ühendatud seadmete vahel. Selles projektis kasutame RPi -d meie keskse MQTT maaklerina ja kõik teised seadmed saadavad selle vahendaja kaudu sõnumeid. Parim viis selle tundmaõppimiseks on ilmselgelt seda ise tehes. Internetis on MQTT -l palju ressursse. Selle projekti jaoks peaksite siiski olema rahul põhitutvusega, mille me eespool pakkusime.

2. samm: MQTT Brokeri installimine Raspberry Pi -le

Selle projekti jaoks kasutame avatud lähtekoodiga Mosquitto MQTT maaklerit. See on kerge ja sobib kasutamiseks kõikides seadmetes, alates väikese võimsusega üheplaatarvutitest kuni täisserveriteni.

Enne installimise alustamist on hea tava esmalt süsteemi komponente värskendada.

$ sudo apt-get update $ sudo apt-get upgrade

Installige Mosquitto maakler. Avage terminal ja tippige järgmine käsk:

$ sudo apt -get install mosquitto -y

Seadistage Mosquitto maakler. Muuda konfiguratsioonifaili:

$ sudo vi /etc/mosquitto/mosquitto.conf

ja lisage ülaossa järgmised read:

port 1883allow_anonymous true

Muudatuste rakendamiseks taaskäivitage RPi:

$ sudo taaskäivitamine

See on kõik! Meie MQTT maakler on nüüd töökorras!

MÄRKUS: selle projekti lihtsuse huvides me kontosid ei loo. Nii et igaüks meie kohalikus võrgus saab selle MQTT maakleriga ühenduse luua ilma mandaadita. Kui soovite lisada kasutaja autentimise ja muuta selle turvalisemaks, on Internetis palju õpetusi, kuidas seda teha.

Nüüd peame lihtsalt hankima IP -aadressi, et saaksime oma Mosquitto maaklerile sõnumeid saata teistest võrgu seadmetest:

Hankige IP -aadress:

$ hostname -I

teie_RPi_IP_aadress (nt 192.168.1.10)

Samm: ühendage IOT Cricket RaspberryPi -ga üle MQTT

Selles projektis kasutame IOT Cricket WiFi moodulit lihtsa anduri jaoks, mis annab meie süsteemile iga 30 sekundi järel temperatuuri. See töötab patareiga, nii et saame selle kodus või aias kõikjale kleepida. Hiljem saate IOT Cricketi abil ehitada erinevaid patareitoitega andureid, alarme, nuppe, lüliteid ja ühendada need ka meie RPi MQTT maakleriga.

Esimese sammuna ühendage akud Cricketiga.

Kriketil on sisseehitatud temperatuuriandur. Peame selle lihtsalt konfigureerima, et saata temperatuuriväärtus meie MQTT maaklerile, määrates RPi IP -aadressi. Selleks avage Cricketi konfiguratsioonipaneel (vt siin toodud juhiseid) ja rakendage järgmised sätted (nagu on näidatud alloleval pildil, palun) kohandage kasti "url" IP -aadress oma RPi -ga)

Nüüd saame konfiguratsioonirežiimist väljuda. Seade on valmis! Kriket saadab juba meie MQTT maaklerile andmeid iga 30 sekundi järel.

Samm: kontrollige MQTT -sõnumeid

Meie MQTT maaklerile saadetud sõnumite vaatamiseks / vastuvõtmiseks saame kasutada erinevaid tööriistu.

Lihtsaim võib olla käsurea tööriist mosquitto_sub. Selle käsuga saame selle installida kas oma võrgu mis tahes arvutisse või RPi -sse:

$ sudo apt-get install mosquitto-clients -y

Nüüd saame täita järgmise käsu, et kuulata KÕIKI meie MQTT maakleri kaudu saadetud teemasid ja sõnumeid:

$ mosquitto_sub -v -h your_RPi_IP_address -p 1883 -t '#'

… / 59A98F494C / seadme_nimi MyTemperatureDev / 59A98F494C / device_sn 59A98F494C / 59A98F494C / hwc_wake_up 3794 / 59A98F494C / hwc_wifi_enabled 3763 / 59A98F494C / hwc_message_sent 3664 / 59A98F494C / temp 26,0 / 59A98F494C / io1_wake_up 0 / 59A98F494C / rtc_wake_up 1 …

Ülaltoodud on väljundnäide selle kohta, mida IOT Cricket meie maaklerile saadab. Muude andmete hulgas on temperatuur:

/59A98F494C/temp 26,0

MQTT ilu seisneb selles, et see võimaldab meil tellida ainult neid teemasid, mis meid huvitavad. Kui soovime saada ainult temperatuuri, saame tellida teema /59A98F494C /temp, kasutades järgmist käsku:

$ mosquitto_sub -h your_RPi_IP_address -t '/59A98F494C/temp'

…26.126.527.227.6…

Samm: kokkuvõte

Oleme selles projektis näidanud olulist riist- ja tarkvara, et alustada väikese võimsusega, energiatõhusate WiFi -põhiste koduautomaatikasüsteemide ehitamist. MQTT on olemus, millele tugineda keerukamate süsteemide jaoks.

Tarkvara ja teenuste ökosüsteem, mida saab MQTT -ga integreerida, on SUUR! Seal on palju suurepäraseid süsteeme, nagu Home Assistant, Node RED, Grafana jne, mis võimaldavad teil välja pakkuda oma süsteemi suurepärase kasutajakogemuse. Me ei saa mitte ainult lihtsat temperatuuri välja printida, vaid ka suurepärased armatuurlauad, mis visualiseerivad andmeid ja haldavad teie seadmeid.

Nüüd, kui meil on see põhiline süsteemi infrastruktuur paigas, on taevas meie piir, milliseid muid WiFi -seadmeid saame IOT Cricket moodulite abil ehitada ja oma koduautomaatikasüsteemi lisada.

Aitäh, et siia jõudsite. Loodame, et teile meeldis see õpetus!

Things On Edge meeskond

6. samm: meie kohta

Things On Edge on Ühendkuningriigis Cambridge'is asuv ettevõte. Disainime ülikerge patareitoitega Cricket Wi-Fi mooduli, mis võimaldab teil ühendada nutitelefonide või muude Interneti-teenustega sõna otseses mõttes minutite jooksul erinevaid elektroonilisi seadmeid. See ei vaja programmeerimist ega kodeerimist. See võimaldab teil oma seadmed integreerida tohututesse IOT ökosüsteemi teenustesse MQTT ja HTTP apis kaudu.