Utengenezaji wa Nyumba ya Kijani: Hatua 11

2024 Mwandishi: John Day | [email protected]. Mwisho uliobadilishwa: 2024-01-30 12:52

Utengenezaji wa nyumba ya kijani ni mradi ambapo vigezo vitatu vya nyumba ya kijani, i.e. Unyevu wa Udongo, Joto na Unyevu, hufuatiliwa na mtumiaji kwa mbali tu kwa kutumia kivinjari.

Hatua ya 1: Vipengele vinahitajika

Vipengele muhimu vinavyohitajika vimeorodheshwa hapa chini

1. Mfano wa Raspberry PI B

2. Bodi ya Maendeleo ya NodeMCU

3. Moduli ya Wifi ya ESP8266

4. Sensor ya unyevu

5. Joto la DHT11 na sensorer ya unyevu

6. 5V Upelekaji wa Channel Moja

7. 5V Bomba la Maji linaloweza kuingia

8. Bodi ya mkate

9. Moduli ya Ugavi wa Umeme wa Bodi ya mkate

Hatua ya 2: Lugha na Itifaki

• Lugha ya C hutumiwa kwa vidhibiti vidogo.
• Ujumbe wa MQTT: MQTT inasimama kwa Usafirishaji wa MQ Telemetry. Ni kuchapisha / kujisajili, itifaki ya ujumbe rahisi na nyepesi, iliyoundwa kwa vifaa vizuizi na bandwidth ya chini, latency ya juu au mitandao isiyoaminika. Kanuni za muundo ni kupunguza upendeleo wa mtandao na mahitaji ya rasilimali wakati wa kujaribu pia kuegemea na kiwango fulani cha uhakikisho wa utoaji. Kanuni hizi pia zinafanya itifaki iwe bora kwa ulimwengu wa "mashine-kwa-mashine" (M2M) au "Mtandao wa Vitu" ulimwengu wa vifaa vilivyounganishwa, na kwa matumizi ya rununu ambapo upelekaji umeme na nguvu ya betri ni kiwango cha juu.
• Programu ya chatu hutumiwa kurekebisha mtiririko wa maji na muunganisho wa hifadhidata.

Hatua ya 3: Eclipse Mosquitto MQTT Broker

Hapa nilitumia Broker ya Mosquitto MQTT kwa mawasiliano ya ujumbe rahisi kati ya nodi.

Eclipse Mosquitto ni chanzo wazi (EPL / EDL iliyopewa leseni) broker wa ujumbe ambao hutumia toleo la itifaki ya MQTT 5.0, 3.1.1 na 3.1. Mosquitto ni nyepesi na inafaa kutumiwa kwenye vifaa vyote kutoka kwa kompyuta ndogo za bodi moja ya nguvu hadi seva kamili.

Itifaki ya MQTT hutoa njia nyepesi ya kutekeleza ujumbe kwa kutumia mtindo wa kuchapisha / usajili. Hii inafanya kuwa inafaa kwa ujumbe wa Mtandao wa Vitu kama vile sensorer za nguvu ndogo au vifaa vya rununu kama simu, kompyuta zilizopachikwa au vidhibiti vidogo.

Mradi wa Mosquitto pia hutoa maktaba ya C kwa kutekeleza wateja wa MQTT, na kituo maarufu cha mbu na mosquitto_sub wateja wa MQTT.

Hatua ya 4: Mtiririko wa Takwimu katika Mradi Wote

Katika picha hapo juu nodi ni

1. NodeMCU
2. Raspberry PI
3. ESP8266

NodeMCU ni sehemu ya kuhisi ya Green House & ESP8266 ni sehemu inayofanya kazi ambayo hutoa maji wakati ardhi inahitaji maji kulingana na sensorer.

Raspberry PI ina Broker ya Mosquitto na mteja wa Python ambaye anasajili ujumbe unaotoka kwa MQTT Broker na kuhifadhi data kwenye seva ya SQL.

Hatua ya 5: Uunganisho wa Sensorer na NodeMCU

Joto la joto na unyevu wa DHT11 na sensorer ya unyevu wa maji ina uwezo wa kufanya kazi kwa volts 3.3.

NodeMCU haiwezi kutoa zaidi ya volt 3.3. Kwa hivyo sensorer zinaweza kushikamana moja kwa moja na bodi ya microdontroller ya NodeMCU.

Hatua ya 6: Uunganisho wa Bomba la Maji linaloweza kuingia na ESP8266

Bomba la maji linaloweza kutumiwa hutumia kusambaza maji kila inapohitajika.

Pampu ya maji inahitaji usambazaji wa volt 5 kwa operesheni yake.

Relay moja ya kituo inahitajika ili kuunganisha motor. Wakati pini ya GPIO2 ya ESP8266 imeamilishwa relay imewashwa na hutoa maji moja kwa moja kwa kutumia pampu ya maji inayoweza kusombwa.

Usambazaji wa umeme wa nje hutolewa kwa bodi ya ESP8266, Relay na pampu ya maji inayoweza kusombwa.

Uunganisho wangu kamili wa vifaa uko kwenye picha hapo juu.

Hatua ya 7: Kuweka Broker ya Mosquitto & Running Python katika Raspberry Pi

Zifuatazo ni hatua za kusanikisha broker wa Mosquitto katika Raspberry PI

Fungua kituo na andika amri zifuatazo

Sudo apt-add-repository ppa: mbu-dev / mbu-ppa

Sudo apt-pata sasisho

Sudo apt-get kufunga mbu

Sudo apt-install wateja wa mbu

Inapaswa kuanza moja kwa moja mbu.

Kuacha na kuanza huduma nilihitaji kutumia

huduma ya sudo acha mbu

huduma ya sudo kuanza mbu

Tovuti nyingi niligundua mahali ambapo kutumia fomati.

sudo /etc/init.d/mosquitto simama

Hatua ya 8: Jinsi MQTT inavyofanya kazi?

MQTT ni mojawapo ya itifaki zinazotumiwa zaidi katika miradi ya IoT. Inasimama kwa Usafirishaji wa Telemetry ya Ujumbe.

Kwa kuongezea, imeundwa kama itifaki ya ujumbe mwepesi ambayo hutumia shughuli za kuchapisha / usajili ili kubadilishana data kati ya wateja na seva. Kwa kuongezea, ukubwa wake mdogo, matumizi ya chini ya nguvu, pakiti za data zilizopunguzwa na urahisi wa utekelezaji hufanya itifaki bora ya ulimwengu wa "mashine-kwa-mashine" au "Mtandao wa Vitu".

Kama itifaki nyingine yoyote ya mtandao, MQTT inategemea wateja na seva. Vivyo hivyo, seva ndiye mtu anayehusika na kushughulikia ombi la mteja la kupokea au kutuma data kati ya kila mmoja. Seva ya MQTT inaitwa broker na wateja ni vifaa tu vilivyounganishwa.

* Wakati kifaa (mteja) kinataka kutuma data kwa broker, tunaita operesheni hii "kuchapisha".

* Wakati kifaa (mteja) kinataka kupokea data kutoka kwa broker, tunaita operesheni hii "jiandikishe".

Hatua ya 9: Kupanga NodeMCU na ESP8266

Ifuatayo ni nambari ya chanzo ya bodi ya NodeMCU na ESP8266 Microcontroller

Hatua ya 10: Kubuni Ukurasa wa Wavuti na Kuunganisha kwenye Hifadhidata ya SQL

Ukurasa wa wavuti umeundwa kwa kutumia lugha ya HTML, CSS na PHP.

PHP hutumiwa kutoa usomaji wa sensorer kutoka kwa hifadhidata na kuionyesha kwenye ukurasa wa HTML.

Programu ya chatu hutumiwa kama moyo wa mradi huu.

Kazi ambazo programu ya chatu inafanya ni kama ifuatavyo.

1. Inajiunga na mada ambayo sensa hutuma usomaji wa sensa.
2. Inachapisha pampu ya maji juu ya / kuzima amri kwa broker wa MQTT.
3. Inahifadhi usomaji wa sensa kwenye hifadhidata ya SQL.

Hapa kwa upande wangu mpango wa chatu na hifadhidata ya SQL iko kwenye Laptop. Ukurasa wa wavuti unaopita kwa Jeshi la Karibu.

Ifuatayo ni Nambari ya Chanzo ya mpango wangu wa chatu.

Hatua ya 11: Kukamilisha Kufanya kazi

Zifuatazo ni hatua ambazo mchakato unaendelea.

1. NodeMCU inafanya kazi kama sehemu ya kuhisi na inasoma Joto, Unyevu na kiwango cha unyevu wa mchanga.
2. Inatuma masomo kwa broker wa MQTT na mada "Mada 1"
3. Katika kompyuta ndogo mpango wa chatu unafanya kazi na unafuata mada "Mada 1" na broker wa MQTT.
4. Wakati NodeMCU inapotuma usomaji basi Broker ya Mosquitto MQTT mara moja hutuma data kwenye mpango wa chatu.
5. Mpango wa chatu kisha huhesabu ikiwa kuna maji yanahitajika katika Green House. Halafu huhifadhi masomo kwenye Hifadhidata ya SQL.
6. Ikiwa maji yanahitajika katika Green House, basi mpango wa chatu huchapisha pampu ya maji juu ya / kuzima ujumbe kwa broker wa Mosquitto MQTT na mada "Mada ya 2"
7. ESP8266 inafanya kazi kama kichochezi. Inasajili katika mada "Mada ya 2" ambayo mada ya chatu inachapisha ujumbe. Wakati mpango wa chatu unachapisha ujumbe wowote basi ujumbe mara moja ulihamishiwa kwa ESP8266. Kulingana na ujumbe wa kuwasha / kuzima, ilizima / kuzima pampu ya maji inayoweza kusombwa.
8. Awamu ya mwisho kuonyesha usomaji wa moja kwa moja kwenye ukurasa wa wavuti. Ukurasa wa wavuti unachukua data kutoka kwa hifadhidata ya SQL ambayo programu ya chatu huhifadhi data moja kwa moja na kuonyesha usomaji kwenye ukurasa.