基于物聯(lián)網(wǎng)的智能電能表，采用NodeMCU ESP8266

我們家庭中用來測量能源消耗的傳統(tǒng)電能表是一種離線設(shè)備，因此必須手動監(jiān)控。但現(xiàn)在市場上有智能電能表，其讀數(shù)可以從任何地方使用互聯(lián)網(wǎng)進(jìn)行監(jiān)控，不僅是能源消耗，而且我們可以使用物聯(lián)網(wǎng)在筆記本電腦或移動設(shè)備上監(jiān)控多個參數(shù)，如電壓，電流，功率因數(shù)，頻率等。

所以今天我們正在使用物聯(lián)網(wǎng)構(gòu)建智能電表。在這里，我們將使用pzm - 004t交流多功能電能計量功率監(jiān)視器模塊來測量參數(shù)，并將使用NodeMCU ESP8266將數(shù)據(jù)發(fā)布到HTML網(wǎng)頁。

材料

?NodeMCU ESP8266

?pzem - 004 t模塊

?CT線圈

?電路試驗板

?跳投

?連接線

pzm - 004t模塊的工作

pzm - 004tac模塊用于測量交流電壓、電流、有功功率、頻率、功率因數(shù)和有功能量。該模塊通過TTL端子輸出，可被各種微控制器讀取以供進(jìn)一步應(yīng)用。

技術(shù)特點:

?電壓測量范圍：80-260 VAC

?電流測量范圍：0-100安培

?有功功率測量范圍：0-23KW

?功率因數(shù)測量范圍：0-1

?頻率測量范圍：45- 65hz

?模塊工作電壓：5V DC

?輸出接口：TTL

Pin描述:

?VCC：模塊5V直流輸入電源

?GND：接地電基準(zhǔn)

?TX: UART數(shù)據(jù)傳輸引腳

?RX: UART數(shù)據(jù)接收引腳

物聯(lián)網(wǎng)電能表電路圖

使用NodeMCU ESP8266的基于物聯(lián)網(wǎng)的智能電能表電路圖如下：

以下是物聯(lián)網(wǎng)電能表在所有連接后的完整設(shè)置：

編程的解釋

在成功完成硬件設(shè)置之后，現(xiàn)在是時候?qū)odeMCU進(jìn)行編程了。這個智能電表的完整代碼以及視頻在本教程的最后給出。下面給出了代碼的逐步描述。

要使用Arduino IDE將代碼上傳到NodeMCU，請遵循以下步驟：

1. 打開Arduino IDE，然后進(jìn)入File - >Preferences - >Settings。

2. 在“附加板管理器URL”字段中鍵入，然后單擊“確定”。

3. 現(xiàn)在轉(zhuǎn)到Tools > Board > Boards Manager。在“單板管理器”窗口中，在搜索框中輸入ESP8266，選擇最新版本的單板，單擊“安裝”。

4. 安裝完成后，進(jìn)入“Tools ->Board ->”，選擇“NodeMCU 1.0(ESP-12E Module)”。現(xiàn)在您可以使用Arduino IDE對NodeMCU進(jìn)行編程。

完成上述設(shè)置后，使用Arduino IDE對NodeMCU進(jìn)行編程，將完整的代碼上傳到ESP8266 NodeMCU。下面給出了完整代碼的逐步解釋。

首先，在代碼中包含所有必需的庫文件。在這里，ESP8266板庫用于NodeMCU， PZEM004Tv30.h用于能源監(jiān)控模塊，可以從這里下載。

然后在類PZEM004Tv30中創(chuàng)建一個對象，該對象可以在整個程序范圍內(nèi)使用。還定義了軟件串行引腳，在我的情況下是D1和D2。

然后使用名稱服務(wù)器和默認(rèn)端口號80創(chuàng)建ESP8266WebServer類對象。

現(xiàn)在，聲明網(wǎng)絡(luò)憑據(jù)，即SSID和密碼。需要將我們的NodeMCU連接到互聯(lián)網(wǎng)。

然后，將NodeMCU連接到互聯(lián)網(wǎng)，調(diào)用WiFi。開始并傳遞網(wǎng)絡(luò)SSID和密碼作為參數(shù)。使用WiFi.status()檢查網(wǎng)絡(luò)連接是否成功，連接成功后，在帶有IP地址的Serial Monitor中打印一條消息。

在下一步中，將創(chuàng)建如下所示的HTML頁面，其中包含一個HTML表，用于顯示購物車中的產(chǎn)品詳細(xì)信息和賬單信息。HTML頁面存儲在一個字符串變量中，以便在客戶端請求時使用server.send()函數(shù)發(fā)送回。

在loop()中，使用專用函數(shù)(如voltage(), current()等)讀取不同的參數(shù)，然后將其分配給附加在HTML網(wǎng)頁中的單獨變量。

最后，為了處理客戶機(jī)請求，我們必須調(diào)用server.handleClient()。它將處理新的請求并檢查它們。

使用NodeMCU測試基于物聯(lián)網(wǎng)的電能表

完成連接和硬件設(shè)置后，只需將代碼上傳到NodeMCU，并打開串口監(jiān)視器中打印的IP地址。您將看到如下所示。

在這里，我們連接了一個交流燈泡，以監(jiān)測燈泡消耗的能量以及其他參數(shù)，如電壓，電流，功率因數(shù)等。

這里我們不必?fù)?dān)心電壓、電流、功率等的計算，因為pzem004t模塊提供的庫(PZEM004Tv30.h)有與之相關(guān)的所有功能，我們只需要調(diào)用它們來顯示相關(guān)信息。

這就是我們?nèi)绾问褂肗odeMCU ESP8266構(gòu)建基于物聯(lián)網(wǎng)的智能電能表。

本文編譯自iotdesignpro