如何連接ESP32與IBM沃森云平臺(tái)

時(shí)間：2024-11-22 16:32:41

關(guān)鍵字： ESP32 互聯(lián)網(wǎng) 傳感器

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[導(dǎo)讀]根據(jù)一份報(bào)告，到2020年，全球?qū)⒂谐^(guò)204億個(gè)聯(lián)網(wǎng)設(shè)備。物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)是互聯(lián)設(shè)備增長(zhǎng)的主要推動(dòng)者。為了將設(shè)備連接到互聯(lián)網(wǎng)，它們提供許多集成服務(wù)和基礎(chǔ)設(shè)施，如數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、連接、顯示、控制等。因此，它們減少了部署物聯(lián)網(wǎng)解決方案所需的工作量和投資，這是一些最成功的物聯(lián)網(wǎng)解決方案背后的主要原因之一。

根據(jù)一份報(bào)告，到2020年，全球?qū)⒂谐^(guò)204億個(gè)聯(lián)網(wǎng)設(shè)備。物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)是互聯(lián)設(shè)備增長(zhǎng)的主要推動(dòng)者。為了將設(shè)備連接到互聯(lián)網(wǎng)，它們提供許多集成服務(wù)和基礎(chǔ)設(shè)施，如數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、連接、顯示、控制等。因此，它們減少了部署物聯(lián)網(wǎng)解決方案所需的工作量和投資，這是一些最成功的物聯(lián)網(wǎng)解決方案背后的主要原因之一。

我們已經(jīng)熟悉了一些流行的物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)，如ThingSpeak， Adafruit IO， Blynk等，并已經(jīng)使用這些平臺(tái)構(gòu)建了許多物聯(lián)網(wǎng)項(xiàng)目。但除了這些平臺(tái)之外，還有一些工業(yè)級(jí)物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)，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(chǔ)和分析從物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備收集的數(shù)據(jù)。這些平臺(tái)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。

在本教程中，我們將學(xué)習(xí)IBM Watson平臺(tái)，它是在安全性和兼容性方面最好的物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)之一。IBM Watson或Bluemix是一個(gè)云平臺(tái)，支持許多產(chǎn)品和服務(wù)，如計(jì)算基礎(chǔ)設(shè)施和服務(wù)、物聯(lián)網(wǎng)、數(shù)據(jù)分析、移動(dòng)應(yīng)用服務(wù)、存儲(chǔ)等。該平臺(tái)兼容MQTT協(xié)議、HTTP和REST api。對(duì)于初學(xué)者來(lái)說(shuō)，可能很難使用這個(gè)平臺(tái)。

在本教程中，我們將設(shè)置IBM Watson帳戶，并使用ESP32模塊將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ESP32來(lái)構(gòu)建許多基于物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用程序，如果您是ESP32新手，請(qǐng)開(kāi)始使用ESP32教程。

所需的材料

?ESP32董事會(huì)

?DHT11溫濕度傳感器

?公母線

線路圖

硬件只涉及ESP32和DHT11傳感器。DHT11信號(hào)引腳接D4， DHT11的Vdd和GND引腳分別接ESP32的3.3v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(cè)使用BLYNK， ESP8266和DHT11傳感器

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

?使用樹(shù)莓派和辣椒進(jìn)行云上溫度和濕度監(jiān)測(cè)

?Arduino接口與Node-RED監(jiān)測(cè)網(wǎng)頁(yè)上的溫度和濕度

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

IBM沃森物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)的設(shè)置帳戶

要在IBM Watson平臺(tái)上創(chuàng)建帳戶，請(qǐng)轉(zhuǎn)到IBM云頁(yè)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(tái)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(qǐng)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?yàn)槲覀兿胍褂梦锫?lián)網(wǎng)服務(wù)。點(diǎn)擊物聯(lián)網(wǎng)，點(diǎn)擊物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)。

4. 下一頁(yè)上有一些預(yù)先填寫(xiě)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(guò)單擊Launch啟動(dòng)創(chuàng)建的資源。

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

7. 在下一頁(yè)填寫(xiě)設(shè)備詳細(xì)信息。在設(shè)備類型中給出名稱，設(shè)備ID將是該設(shè)備的MAC地址。您可以使用下面的代碼找到ESP32的MAC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(yè)，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(yè)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(yè)上。復(fù)制所有憑證并將其保存在某個(gè)地方。代碼中將需要它們。

11. 單擊Devices，您將看到ESP32已成功創(chuàng)建，但未連接。現(xiàn)在，我們將通過(guò)編寫(xiě)代碼將ESP32與該平臺(tái)連接起來(lái)。

12. 要以圖形格式顯示溫度和濕度，請(qǐng)通過(guò)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(diǎn)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(yè)點(diǎn)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(diǎn)擊下一步，然后在下一頁(yè)選擇圖形顏色，點(diǎn)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(gè)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. 實(shí)現(xiàn)IBM云和ESP32之間的通信。轉(zhuǎn)到安全選項(xiàng)并單擊連接安全。

19. 在默認(rèn)規(guī)則下，選擇安全級(jí)別為T(mén)LS可選，然后單擊保存。

就是這樣。我們已經(jīng)成功地為ESP32建立了IBM沃森物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)。現(xiàn)在，我們需要編寫(xiě)將溫度和濕度值發(fā)送到該平臺(tái)的代碼。

代碼與說(shuō)明

在繼續(xù)之前，請(qǐng)確保您已經(jīng)安裝了ESP32板文件，如果您沒(méi)有板文件，請(qǐng)按照我們之前關(guān)于ESP32的教程了解如何安裝板文件。

現(xiàn)在，為DHT傳感器和PubSub客戶機(jī)安裝庫(kù)。去sketch ->包括庫(kù)->管理庫(kù)。然后搜索DHT和PubSubClient庫(kù)，然后安裝它。

在這里我們解釋了完整的程序，以了解項(xiàng)目的工作原理。

首先，包括Wi-Fi、PubSubClient和DHT的庫(kù)。因?yàn)槲覀兪褂肕QTT協(xié)議來(lái)發(fā)送和接收消息，所以我們需要PubSubClient。該庫(kù)使用MQTT協(xié)議訂閱和發(fā)布數(shù)據(jù)。

定義dhtpin和DHT傳感器類型的一些變量。此外，我們需要定義在Watson平臺(tái)上添加設(shè)備時(shí)復(fù)制的所有憑據(jù)，如下所示。

在字符變量中添加Wi-Fi憑據(jù)作為SSID和密碼。

現(xiàn)在，提供我們將發(fā)布數(shù)據(jù)的鏈接。此外，提供我們將發(fā)布數(shù)據(jù)的主題。我們有2個(gè)主題，一個(gè)是溫度，另一個(gè)是濕度，分別命名為status1和status2。給出驗(yàn)證方法為“use-token-auth”，然后定義clientID，如下所示。

在void Setup函數(shù)中，使用.begin()函數(shù)初始化串行監(jiān)視器，DHT傳感器和Wi-Fi。然后將模塊與Wi-Fi連接。建立連接后，使用給定的憑據(jù)將模塊連接到IBM Watson平臺(tái)。

在void loop函數(shù)中，從DHT傳感器獲取溫度和濕度數(shù)據(jù)并存儲(chǔ)在兩個(gè)不同的變量中。然后將此有效負(fù)載作為字符串發(fā)送。我們需要?jiǎng)?chuàng)建兩個(gè)字符串，一個(gè)用于溫度，另一個(gè)用于濕度，每秒鐘發(fā)送一次數(shù)據(jù)。