通过 ESP8266 就能简单完成的物联网项目

geren2014 · 发表于 2019-2-18 15:55:18

本帖最后由 geren2014 于 2019-2-18 16:00 编辑

关于本篇文章的背景知识如 ESP8266 介绍、开发环境搭建等不做赘述。

这里使用的开发板为基于 ESP8266 芯片设计的 NodeMcu，开发环境为配置后的 Arduino IDE。

一、云端数据监控（DHT11 + NodeMcu +Dweet.io）
1. 前期准备

找到 DHT11 温湿度传感器组件并接好线路（DAT 引脚连接 NodeMcu 的 D1 引脚）
确认 Arduino IDE 已添加上 ESP8266 编译支持
安装本项目的依赖库 DHT-sensor-library、Adafruit Unified Sensor Library

2. Dweet.ioDweet.io 是一个可以通过非常简易的方式为物联网设备提供通信服务（包括报警等）的云端平台。它不需要任何的设置或注册步骤，只要终端设备连接上互联网，即可直接发布或订阅数据。
通过 Dweet.io 提供的云端服务，可以很方便的将传感器数据发布到在线平台并实时地进行远程监控。
DweetingDweeting 即发送数据到云端，可以通过调用如下格式的 URL https://dweet.io/dweet/for/my-thing-name?hello=world&foo=bar，

$ http -b "https://dweet.io/dweet/for/rollingstarky?hello=world&foo=bar"
{
"by": "dweeting",
"the": "dweet",
"this": "succeeded",
"with": {
"content": {
"foo": "bar",
"hello": "world"
},
"created": "2019-01-14T19:15:34.524Z",
"thing": "rollingstarky",
"transaction": "6af2b067-229f-4b40-9af9-23d22e438ecd"
}
}

复制代码

注：上述代码示例中的 http 命令（类似于 curl，但更加友好）来自于 HTTPie 软件包
也可以在发送请求时通过 POST 方法提交合法的 JSON 数据。

Get Dweets获取最新发布的 dweet 可以访问如下格式的 URL：
https://dweet.io/get/latest/dweet/for/my-thing-name

而获取某个名字下所有的 dweets，则可以访问如下 URL：
https://dweet.io/get/dweets/for/my-thing-name

$ http -b "https://dweet.io/get/dweets/for/rollingstarky"
{
"by": "getting",
"the": "dweets",
"this": "succeeded",
"with": [
{
"content": {
"foo": "bar",
"hello": "world"
},
"created": "2019-01-14T19:15:34.524Z",
"thing": "rollingstarky"
},
{
"content": {
"foo": "bar",
"hello": "world"
},
"created": "2019-01-14T19:10:46.694Z",
"thing": "rollingstarky"
}
]
}

复制代码

好吧，发了两遍一样的内容。。。

3. 项目代码

主要是通过 DHT11 传感器获取室内的温湿度数据，再通过 ESP8266 将这些数据源源不断地发送至 Dweet.io 的云端平台。

代码如下：

#include <ESP8266WiFi.h>
#include "DHT.h"
// WiFi parameters
const char* ssid = "wifi-name";
const char* password = "wifi-password";
#define DHTPIN 5
#define DHTTYPE DHT11
// Initialize DHT sensor
DHT dht(DHTPIN, DHTTYPE, 15);
const char* host = "dweet.io";
void setup() {
Serial.begin(115200);
delay(10);
dht.begin();
// Connecting to a WiFi network
Serial.println();
Serial.println();
Serial.print("Connecting to ");
Serial.println(ssid);
WiFi.begin(ssid, password);
while (WiFi.status() != WL_CONNECTED) {
delay(500);
Serial.print(".");
}
Serial.println("");
Serial.println("WiFi connected");
Serial.println("IP address: ");
Serial.println(WiFi.localIP());
}
void loop() {
Serial.print("Connecting to ");
Serial.println(host);
// Use WiFiClient class to create TCP connections
WiFiClient client;
const int httpPort = 80;
if (!client.connect(host, httpPort)) {
Serial.println("connection failed");
return;
}
// Reading temperature and humidity
float h = dht.readHumidity();
float t = dht.readTemperature();
while (isnan(h) || isnan(t)) {
Serial.println("Failed to read from DHT sensor!");
delay(2000);
// Get the measurements once more
h = dht.readHumidity();
t = dht.readTemperature();
}
Serial.println();
Serial.println("The temperature and humidity are:");
Serial.println(t);
Serial.println(h);
// Send the request to the server
client.print(String("GET /dweet/for/rollingstarkyesp8266?temperature=") + String(t) + "&humidity=" + String(h) + " HTTP/1.1\r\n" +
"Host: " + host + "\r\n" +
"Connection: close\r\n\r\n");
unsigned long timeout = millis();
while (client.available() == 0) {
if (millis() - timeout > 5000) {
Serial.println(">>> Client Timeout !");
client.stop();
return;
}
}
// Read all the lines of the reply from server and print them to Serial
while(client.available()){
String line = client.readStringUntil('\r');
Serial.print(line);
}
Serial.println();
Serial.println("closing connection");
Serial.println();
// Repeat every 10 seconds
delay(10000);
}

复制代码

根据自己的实际情况修改上述代码中的 Wi-Fi 连接信息，之后上传至 NodeMcu 并运行。
通过浏览器访问以下链接 http://dweet.io/follow/my-thing-name （代码中的 my-thing-name 为 rollingstarkyesp8266，可以自行修改），效果如下：

4. freeboardfreeboard 是一个开源的仪表盘应用，可以通过非常简单的操作，为物联网系统提供实时的、交互式的仪表盘和可视化效果。
freeboard 可以直接读取上传到 Dweet.io 上的传感器数据，并将这些数据通过“漂亮”的图表展示出来。
首先进入 freeboard 官网创建账户并登录，新建一个仪表板。
参考下图添加位于 Dweet.io 上的数据源：

添加面板和插件：

这里可以选择多种类型的插件，如 Gauge、Sparkline 等。实际操作并不复杂，自行摸索一下即可。最终效果如下：

呃，我又对着传感器哈气了，为了曲线好看一点。。。实际温湿度变化没有这么明显（温度一直保持在11℃。没错，这就是我的冬日卧室）。
二、远程控制物联网设备（NodeMcu + PubSubClient + aREST）

本项目源代码如下：

// Import required libraries
#include <ESP8266WiFi.h>
#include <PubSubClient.h>
#include <aREST.h>
// Clients
WiFiClient espClient;
PubSubClient client(espClient);
// Create aREST instance
aREST rest = aREST(client);
// Unique ID to identify the device for cloud.arest.io
char* device_id = "wuwu380";
// WiFi parameters
const char* ssid = "wifi-name";
const char* password = "wifi-password";
// Callback functions
void callback(char* topic, byte* payload, unsigned int length);
void setup(void)
{
// Start Serial
Serial.begin(115200);
// Set callback
client.setCallback(callback);
// Give name and ID to device
rest.set_id(device_id);
rest.set_name("devices_control");
// Connect to WiFi
WiFi.begin(ssid, password);
while (WiFi.status() != WL_CONNECTED) {
delay(500);
Serial.print(".");
}
Serial.println("");
Serial.println("WiFi connected");
// Set output topic
char* out_topic = rest.get_topic();
}
void loop() {
// Connect to the cloud
rest.handle(client);
}
// Handles message arrived on subscribed topic(s)
void callback(char* topic, byte* payload, unsigned int length) {
rest.handle_callback(client, topic, payload, length);
}

复制代码

代码编译执行前，Arduino IDE 需要先安装 aREST 和 PubSubClient 库。
aREST 框架可以为一些常见的嵌入式开发板提供 RESTful 接口，支持通过串口、Wi-Fi、以太网、蓝牙等硬件发送命令至开发板，激发特定的操作，并将数据以 JSON 的格式返回给控制端用户（可以参考 Arduino IDE 搭建 ESP8266 开发环境及项目演示）。
cloud.arest.io 上部署着云端版本的 aREST 框架，可以绑定用户联网设备，并通过 MQTT 协议以消息订阅和发布的模式在客户端设备和服务器之间传输数据，最终完成对远程设备的控制。
运行效果如下：

$ http -b https://cloud.arest.io/wuwu380/name
{
"connected": true,
"hardware": "esp8266",
"id": "wuwu380",
"name": "devices_control",
"variables": {}
}
$ http -b https://cloud.arest.io/wuwu380/mode/5/o
{
"connected": true,
"hardware": "esp8266",
"id": "wuwu380",
"message": "Pin D5 set to output",
"name": "devices_control"
}
$ http -b https://cloud.arest.io/wuwu380/digital/5/1
{
"connected": true,
"hardware": "esp8266",
"id": "wuwu380",
"message": "Pin D5 set to 1",
"name": "devices_control"
}

复制代码

仪表盘

cloud.arest.io 还提供了一个很简易的仪表板 Dashboard （虽然在交互设计上感觉有点不友好。。），可以自己尝试下。我这里只把实际效果贴一下：

aREST Dashboard 配置

aREST Dashboard 效果

内容有点多感觉，，先告一段落了

作者：rollingstarky
來源：简书

iwha · 发表于 2019-2-24 15:27:28

真是好教程，多谢

[项目] 通过 ESP8266 就能简单完成的物联网项目

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