如何使用樹莓派將DHT11傳感器數(shù)據(jù)發(fā)送到IBM沃森云平臺

我們已經(jīng)熟悉了一些流行的物聯(lián)網(wǎng)平臺，如ThingSpeak， Adafruit IO， Blynk等，并已經(jīng)使用這些平臺構(gòu)建了許多物聯(lián)網(wǎng)項目。但除了這些平臺之外，還有一些工業(yè)級物聯(lián)網(wǎng)平臺，如亞馬遜網(wǎng)絡(luò)服務(wù)、微軟Azure和IBM沃森，它們經(jīng)常被大型行業(yè)用于存儲和分析從物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備收集的數(shù)據(jù)。這些平臺更安全，并提供許多有用的服務(wù)，從獲取數(shù)據(jù)到使用機(jī)器學(xué)習(xí)算法進(jìn)行分析。

IBM Watson是一個強(qiáng)大的平臺，它為您的產(chǎn)品提供語音到文本、文本到語音、視覺識別、自然語言處理和認(rèn)知計算功能等服務(wù)。這個平臺可以幫助分析和理解你的數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)可以是圖像、音頻、視頻，甚至是簡單的文本和數(shù)字。聊天機(jī)器人也可以使用這個平臺創(chuàng)建，它們可以與用戶交談。IBM Watson是一個非常強(qiáng)大的機(jī)器學(xué)習(xí)框架，可以與樹莓派一起使用來構(gòu)建更強(qiáng)大的應(yīng)用程序。該平臺兼容MQTT協(xié)議、HTTP和REST api。

在本教程中，我們將設(shè)置IBM Watson帳戶，并使用樹莓派將DHT11溫度和濕度數(shù)據(jù)發(fā)送給它。我們還將借助圖形將這些數(shù)據(jù)可視化。以前，我們使用樹莓派構(gòu)建了許多基于物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用程序。

需求

?Raspberry Pi，安裝Raspbian OS。

?DHT11溫濕度傳感器

?跳線

在這里，我們將使用SSH訪問筆記本電腦上的樹莓派。如果你有顯示器，那么它將非常容易開始，但如果你沒有顯示器，那么設(shè)置樹莓派在無頭模式或使用VNC服務(wù)器獲得樹莓派桌面在筆記本電腦上。

樹莓派在構(gòu)建基于物聯(lián)網(wǎng)的項目中非常受歡迎，因為它具有對物聯(lián)網(wǎng)的所有必要支持。它是一個手掌大小的電腦，內(nèi)置Wi-Fi，藍(lán)牙，USB端口，音頻/視頻端口，HDMI端口，攝像頭端口等。你可以在這里查看所有基于樹莓派的物聯(lián)網(wǎng)項目。

線路圖

硬件只涉及樹莓派和DHT11傳感器。DHT11的信號引腳連接樹莓派的GPIO17， DHT11的Vdd和GND引腳分別連接樹莓派的5v和GND引腳。

我們之前將DHT11傳感器數(shù)據(jù)發(fā)送到許多其他物聯(lián)網(wǎng)云以建立氣象站

?基于物聯(lián)網(wǎng)的溫濕度監(jiān)測使用BLYNK， ESP8266和DHT11傳感器

?基于物聯(lián)網(wǎng)的樹莓派氣象站，使用DHT11和BMP180傳感器

?使用樹莓派和辣椒進(jìn)行云上溫度和濕度監(jiān)測

?Arduino接口與Node-RED監(jiān)測網(wǎng)頁上的溫度和濕度

?物聯(lián)網(wǎng)無線氣象站使用Arduino， ESP8266和ThingSpeak

在樹莓派上設(shè)置MQTT客戶端

在之前的ESP32和IBM Watson教程中，我們使用pubsubclient在IBM平臺上發(fā)送和接收MQTT消息。在Raspberry Pi中，我們也需要一個MQTT客戶端來發(fā)送和接收消息，因此首先我們?yōu)槠浒惭b庫。這里paho-mqtt庫與Raspberry Pi一起使用。

首先，使用sudo apt-get update更新樹莓派操作系統(tǒng)。

現(xiàn)在，運(yùn)行以下命令安裝paho mqtt客戶端庫

IBM沃森物聯(lián)網(wǎng)平臺的設(shè)置帳戶

1. 要在IBM Watson平臺上創(chuàng)建帳戶，請轉(zhuǎn)到IBM云頁面并單擊創(chuàng)建IBM帳戶。輸入您的詳細(xì)信息并單擊創(chuàng)建帳戶，如下所示。

2. 要在IBM平臺上使用任何服務(wù)，我們必須為它創(chuàng)建資源。因此，使用您的憑據(jù)登錄(請注意，IBMid是您用于創(chuàng)建帳戶的電子郵件id)，您將被重定向到IBM云網(wǎng)站?，F(xiàn)在，單擊Create Resource。

3. IBM Cloud提供了許多服務(wù)，所有這些服務(wù)都可以在參考資料列表中看到。因為我們想要使用物聯(lián)網(wǎng)服務(wù)。點擊物聯(lián)網(wǎng)，點擊物聯(lián)網(wǎng)平臺。

4. 下一頁上有一些預(yù)先填寫的信息，保留這些信息，然后單擊Create。

5. 現(xiàn)在我們已經(jīng)準(zhǔn)備好了物聯(lián)網(wǎng)資源。通過單擊Launch啟動創(chuàng)建的資源。

6. 現(xiàn)在，您將被重定向到物聯(lián)網(wǎng)頁面。在這里，添加您的設(shè)備以將其連接到物聯(lián)網(wǎng)平臺。單擊Add device。

7. 在下一頁填寫設(shè)備詳細(xì)信息。在設(shè)備類型中給出任何名稱，您的設(shè)備ID將是該設(shè)備的MAC地址。您可以使用ifconfig找到樹莓派的MAC地址，如下所示。使用不帶冒號的地址。

MAC地址將打印在串行監(jiān)視器上，復(fù)制該數(shù)字并粘貼在設(shè)備ID中。單擊Next。

8. 下一頁，有一些與設(shè)備相關(guān)的信息。保留這些信息，然后單擊下一步。Security部分也一樣，保留它不填充，然后單擊next，如圖所示。

9. 在最后一頁作為Summary，單擊Finish。

10. 現(xiàn)在，我們已經(jīng)成功創(chuàng)建了設(shè)備，設(shè)備憑據(jù)將顯示在下一頁上。復(fù)制所有憑證并將其保存在某個地方。代碼中將需要它們。

11. 點擊Devices，你會看到樹莓派已經(jīng)成功創(chuàng)建，但是還沒有連接?，F(xiàn)在，我們將通過編寫代碼將樹莓派與該平臺連接起來。

12. 要以圖形格式顯示溫度和濕度，請通過進(jìn)入設(shè)備并單擊使用概況板創(chuàng)建模板。

13. 現(xiàn)在，單擊Add New Card。在這里，您將找到要顯示的不同類型的圖形。我們將使用折線圖，所以繼續(xù)點擊折線圖。

14. 選擇我們之前創(chuàng)建的設(shè)備并單擊Next。在下一頁點擊連接新數(shù)據(jù)集。

15. 現(xiàn)在，輸入要顯示在圖上的數(shù)據(jù)。我們將在status1事件上發(fā)送溫度值(代碼中提到了status1變量)。將屬性和名稱設(shè)置為溫度，類型設(shè)置為數(shù)字，單位設(shè)置為攝氏度，然后單擊Next。

16. 選擇圖形大小，點擊下一步，然后在下一頁選擇圖形顏色，點擊提交。

17. 現(xiàn)在，您將看到如下所示的圖表。重復(fù)以上步驟制作另一個濕度圖，并將事件設(shè)為status2，屬性和名稱設(shè)為濕度，值設(shè)為Number，單位設(shè)為%。

18. 啟用IBM云和樹莓派之間的通信。轉(zhuǎn)到安全選項并單擊連接安全。

19. 在默認(rèn)規(guī)則下，選擇安全級別為TLS可選，然后單擊保存。

就是這樣。我們已經(jīng)成功地為樹莓派建立了IBM Watson物聯(lián)網(wǎng)平臺。現(xiàn)在，我們必須編寫Python代碼來將溫度和濕度的值發(fā)送到這個平臺。

代碼與說明

在繼續(xù)之前，按照以下步驟在樹莓派上安裝DHT傳感器庫：

通過運(yùn)行下面的命令從github下載DHT庫

現(xiàn)在使用cd Adafruit_Python_DHT進(jìn)入Adafruit_Python_DHT目錄，并使用以下命令安裝庫

安裝庫之后，您可以通過在同一目錄中運(yùn)行示例代碼來測試DHT傳感器。

在本教程的最后給出了完整的python代碼和工作視頻，在這里我們解釋了完整的程序，以了解項目的工作原理。

首先，導(dǎo)入時間、DHT傳感器和MQTT客戶機(jī)所需的所有庫

初始化DHT傳感器連接的引腳編號，并聲明一個變量來存儲傳感器數(shù)據(jù)，然后該數(shù)據(jù)將在兩個不同的變量中共享-濕度和溫度。

然后定義在Watson平臺上添加設(shè)備時復(fù)制的所有憑據(jù)，如下所示。

現(xiàn)在，提供將發(fā)布數(shù)據(jù)的服務(wù)器鏈接和主題。我們有2個主題，一個是溫度，一個是濕度，分別命名為status1和status2。將AuthMethod設(shè)置為“use-token-auth”，然后定義clientID，如下所示。

為MQTT客戶機(jī)初始化一個變量，以便使用MQTT的功能。在connect功能中設(shè)置端口號和服務(wù)器名稱。

現(xiàn)在，在while循環(huán)中，我們將每隔5秒連續(xù)向IBM云發(fā)送溫度和濕度數(shù)據(jù)。

現(xiàn)在完成了將數(shù)據(jù)發(fā)送到IBM云的Python代碼。您可以在本教程的末尾找到完整的代碼和工作視頻。

最后，如連接圖所示，將DHT傳感器與gpio17連接，并使用python filename.py命令運(yùn)行腳本。

在IBM Watson物聯(lián)網(wǎng)平臺上檢查上傳的數(shù)據(jù)

1. 現(xiàn)在，是時候檢查IBM Watson平臺上上傳的數(shù)據(jù)了。一旦您的模塊與Wi-Fi連接，您將看到IBM Watson平臺上的連接狀態(tài)，如下所示。

2. 轉(zhuǎn)到Boards并單擊Usage Overview選項。

3. 這里創(chuàng)建了兩個圖表，用于查看每秒鐘更新的溫度和濕度值，如下所示。

4. 通過在儀表板中選擇適當(dāng)?shù)倪x項，可以看到不同格式的值，如圖表形式或儀表。

您還可以在Recent Events選項卡中檢查傳入數(shù)據(jù)，如下所示。

IBM Watson平臺還有許多其他特性需要探索。這就是樹莓派如何將數(shù)據(jù)發(fā)送到IBM沃森物聯(lián)網(wǎng)云平臺。

本文編譯自iotdesignpro