مستشعر درجة الحرارة والرطوبة اللاسلكي بعيد المدى من IOT مع Node-Red: 27 خطوة

2024 مؤلف: John Day | [email protected]. آخر تعديل: 2024-01-30 07:39

تقديم مستشعر درجة الحرارة والرطوبة اللاسلكي بعيد المدى من NCD ، والذي يتميز بنطاق يصل إلى 28 ميلًا باستخدام بنية الشبكات الشبكية اللاسلكية. إن دمج مستشعر درجة الحرارة والرطوبة هانيويل HIH9130 ينقل عينات درجة حرارة ورطوبة عالية الدقة على فترات زمنية يحددها المستخدم.

تم تصنيف مستشعر درجة الحرارة على متن الطائرة من -25 درجة مئوية إلى 85 درجة مئوية أو -13 درجة فهرنهايت إلى 185 درجة فهرنهايت ويتم تصنيف مستشعر الرطوبة من 0 إلى 100٪ رطوبة نسبية. يمكن تشغيله بواسطة بطاريتين AA فقط وعمر تشغيلي يبلغ 500000 إرسال لاسلكي. يمكن إطالة عمر البطارية حتى 10 سنوات حسب الظروف البيئية والفاصل الزمني لنقل البيانات. اختياريًا ، قد يتم تشغيل هذا المستشعر خارجيًا.

من خلال بروتوكول الاتصال المفتوح ، يمكن دمج منتج رطوبة درجة الحرارة اللاسلكي IoT هذا مع أي نظام تحكم أو بوابة. يمكن نقل البيانات إلى كمبيوتر شخصي أو Raspberry Pi أو Microsoft Azure® IoT أو Arduino. يمكن تغيير معلمات المستشعر وإعدادات الإرسال اللاسلكي أثناء التنقل باستخدام بروتوكول الاتصال المفتوح الذي يوفر أقصى قدر من التكوين اعتمادًا على التطبيق المقصود. إن المدى الطويل والسعر والدقة وعمر البطارية والميزات الأمنية لجهاز استشعار درجة الحرارة اللاسلكي طويل المدى يجعله خيارًا ميسورًا يتجاوز متطلبات معظم التطبيقات الصناعية وتطبيقات السوق الاستهلاكية.

الخطوة 1: الأجهزة والبرامج المطلوبة

المعدات:

1. NCD طويل المدى درجة الحرارة والرطوبة الاستشعار

2. NCD طويل المدى شبكة مودم لاسلكي مع واجهة USB

برمجة:

1. LabView المساعدة

2. العقدة الحمراء

الخطوة 2: خطوات إرسال البيانات إلى LabView Utility

• في البداية ، لتصور البيانات ، نحتاج إلى تطبيق أداة Labview.
• لاستخدام واجهة المستخدم هذه ، ستحتاج إلى تثبيت برامج التشغيل التالية:

1. قم بتثبيت محرك وقت التشغيل من هنا لبرنامج تشغيل 64 بت وبرنامج تشغيل 32 بت.

2. تثبيت برنامج NI Visa Driver.

3. تثبيت برنامج التشغيل التسلسلي Labview Run time و LabVIEW Run-Time Engine.

4. دليل البدء لهذا المنتج.

الخطوة 3: إعداد Node-Red

الآن بعد أن أصبح لديك مستشعرات تعمل ، نحتاج إلى طريقة للقيام بشيء مفيد مع تلك البيانات.

• بادئ ذي بدء ، سيتعين عليك تثبيت Node-Red.
• بمجرد الانتهاء من ذلك ، ستحتاج إلى إدخال سطر الأوامر ، أو Power Shell لمستخدمي Windows ، وانتقل إلى الدليل الذي تم تثبيت Node-RED فيه.
• الآن اكتب "npm i ncd-red-wireless node-red-dashboard". سيؤدي هذا إلى تثبيت العقد المطلوبة لتلقي البيانات من أجهزة الاستشعار اللاسلكية الخاصة بك ويمكنك بدء Node-RED بمجرد الانتهاء من ذلك.
• لبدء خادم العقدة ، اكتب node-red في موجه الأوامر أو المحطة الطرفية واضغط على Enter.

الخطوة الرابعة: خطوات بناء التدفق:

في هذه المرحلة ، ستشاهد تدفقًا فارغًا كبيرًا مع قائمة طويلة من العقد على الجانب الأيسر ، ويطلق على هذا الشريط الجانبي اسم اللوحة.

الخطوة 5: المضي قدمًا واسحب عقدة بوابة لاسلكية إلى لوحة Flow Canvas لتبدأ

NCD-red-wireless يوفر العقد التي تدير الاتصال التسلسلي ، وتحلل بيانات المستشعر الوارد ، وتصفيتها حسب معلمات محددة ، وتسمح لك بتكوين أجهزة الاستشعار اللاسلكية.

الخطوة 6: البحث عن أجهزة الاستشعار اللاسلكية الخاصة بك:

عندما تقوم بتسليم العقدة ، ستتمكن من عرض علامة تبويب المعلومات ، التي تحتوي على سجلات حول قدرة العقدة ، وهذه علامة التبويب مليئة جيدًا بأقصى حزم باللون الأحمر وتتكون من إحصائيات عزيزة ، وغالبًا ما لن ترغب الآن في ذلك اعرض أي وثائق أخرى في الهواء الطلق لعلامة تبويب المعلومات ، لذا ضعها في اعتبارك حتى أثناء قيامك ببناء التدفقات الخاصة بك عندما يكون لديك سؤال حول كيفية عمل العقدة. العنصر التالي الذي نريد القيام به هو تكوين العقدة ، عند إضافتها لأول مرة ستلاحظ أن هناك مثلثًا صغيرًا في الزاوية اليمنى العليا بجوار نقطة زرقاء ، ويشير المثلث إلى أن العقدة ترغب في تكوين إضافي ، باللون الأزرق تشير النقطة إلى أن العقدة لم تعد منتشرة كجزء من التدفق ولكن تم نشرها.

• انقر نقرًا مزدوجًا فوق العقدة لفتح خيارات التكوين.
• انقر فوق رمز القلم الرصاص بجوار حقل Serial Device لتكوين جهاز توجيه USB الخاص بك ، سيؤدي ذلك إلى فتح لوحة تكوين ثانية بها خيارات قليلة فقط.

الخطوة 7: انقر فوق العدسة المكبرة بجوار حقل المنفذ التسلسلي وحدد المنفذ الذي يتوافق مع جهاز التوجيه الخاص بك ، ثم انقر فوق الزر "إضافة" في الأعلى

الخطوة 8: سيتم الآن ملء حقل الجهاز التسلسلي بناءً على هذا التحديد ، ويمكنك النقر فوق "تم" ، فلديك الآن وصول مباشر إلى مستشعراتك اللاسلكية! لعرض البيانات الواردة

الخطوة 9: عد الآن إلى لوحة الألوان الخاصة بك واكتب "تصحيح الأخطاء" في حقل البحث في الأعلى ، واحصل على إحدى هذه العقد واسحبها إلى يمين البوابة اللاسلكية

الخطوة 10: انقر نقرًا مزدوجًا فوقه وقم بتغيير "msg." من أجل "إكمال كائن رسالة" ، انقر فوق تم

الخطوة 11: الآن ارسم خطًا بين العقدتين ، وانقر على "نشر" في أعلى يمين النافذة

الخطوة 12: العمل مع البيانات:

يتم الآن تجميع بيانات المستشعرات اللاسلكية الخاصة بك وإخراجها إلى علامة التبويب "تصحيح الأخطاء" ، ويتم وضع "علامة التبويب التصحيح" في الشريط الجانبي الأيمن بعد علامة تبويب المعلومات. لرؤية المعلومات المتاحة للضغط على زر إعادة الضبط. في سجلات العقدة الحمراء يتم تجاوزها بين العقد في حزمة json. عندما يأتي الكائن msg في علامة تبويب التصحيح ، يمكنك تكبيره لعرض قائمة المعلومات العامة التي تأتي معه. يعد هذا مفيدًا للغاية في حالة احتياجك إلى معرفة المستشعرات التي تقوم بتسجيل الوصول بسرعة. المشكلة الأخرى التي توفرها هذه العقدة هي طريقة سهلة لتبادل جهاز التوجيه الخاص بك بهوية الشبكة التي تعمل عليها الأجهزة الموجودة في وضع التكوين ، ما عليك سوى الضغط على الزر الموجود على اليسار من العقدة وستنتقل الأداة إلى شبكة التكوين ، واضغط عليها مرة أخرى لإعادتها إلى وضع الاستماع. بمجرد أن نحصل على عقد أداة wi-fi ، قد يتم ضبطها لتكوين جهاز استشعار بشكل روتيني أثناء دخوله في وضع التكوين ، لذلك يكون متاحًا دائمًا للحفاظ على عقد البوابة هذه عند التدفق من أجل تكوين جهاز سريع.

الخطوة 13: إضافة المستشعرات اللاسلكية:

نحتاج إلى فصل سجلات أجهزة الاستشعار اللاسلكية محليًا حتى نتمكن من عرضها ، يمكننا استخدام عقدة تبديل لفصل الرسائل من البوابة استنادًا تمامًا إلى عنوان mac أو نوع المستشعر ، ولكن كما أشرت ، تتضمن العقد اللاسلكية وظائف إضافية لتكوين المستشعرات ، لذلك سنبدأ بها لنمنحك صورة كاملة إضافية لكيفية عمل هذه الهياكل. في حال لم تكن قد رأيت بالفعل حزمًا واردة من كلا المستشعرين ، اعبر مقدمًا واضغط على زر إعادة الضبط على الجهاز الوحيد الذي لم يبدأ. أثناء إجراء تقييم المستشعر من خلال أي عقدة تكوين جهاز تسلسلي ، يتم تخزين عنوان mac ونوع المستشعر مؤقتًا في تجمع حتى نتمكن من العثور عليه بسرعة طوال مدة هذه الخطوة التالية.

احصل على عقدة لاسلكية من اللوحة واسحبها إلى التدفق ، وانقر نقرًا مزدوجًا عليها لتكوينها

الخطوة 14: حدد الجهاز التسلسلي من القائمة المنسدلة التي استخدمتها للبوابة اللاسلكية ، والآن انقر فوق العدسة المكبرة بجوار "عنوان Mac" وحدد أحد الخيارات المتاحة

الخطوة 15:

ستلاحظ أن هذا يعيّن نوع المستشعر تلقائيًا ، ويمكنك أيضًا تسميته لتسهيل التعرف عليه. كما هو مذكور في علامة تبويب المعلومات ، فإن حقل الجهاز التسلسلي للتهيئة اختياري ، ولن نقلق بشأنه الآن. تعمل العقدة التي أضفتها للتو بشكل فعال كمرشح لبيانات المستشعر الواردة ، حيث تمر فقط عبر البيانات الخاصة بعنوان mac أو نوع المستشعر في حالة عدم وجود عنوان mac.

الخطوة 16: عرض درجة الحرارة / الرطوبة:

تقوم هذه العقد الخاصة بالمستشعرات اللاسلكية بإخراج كائن msg مع جميع المعلومات نفسها مثل عقدة البوابة اللاسلكية ، فقط بتنسيق مختلف قليلاً ، يتم إرسال بيانات الاستشعار نفسها في msg.payload ، وهو ما تستخدمه معظم العقد للتفاعل معها الرسالة نفسها.

احصل على عقدة "مقسمة" من اللوحة ، وضعها على يمين عقدة Temp / Hum

الخطوة 17: انقر نقرًا مزدوجًا وحدد المربع الموجود أسفل الكائن الذي يقول "نسخ المفتاح إلى" ، سيؤدي ذلك إلى تقسيم الرسالة إلى كائنات متعددة ، واحدة لكل خاصية في الحمولة ، وتعيين موضوعات تلك الرسائل الجديدة إلى أسماء الخصائص

الخطوة 18: الآن أضف عقدة "switch" ، سيسمح لنا ذلك بإرسال كل رسالة إلى جزء معين من التدفق ، وواحد للتعامل مع درجة الحرارة ، ورطوبة واحدة. في الحقل الأول ، قم بتغيير "الحمولة" إلى "الموضوع" ، بجانب "==" ، اكتب "درجة الحرارة"

الخطوة 19: ثم انقر فوق الزر "+ إضافة" في أسفل اليسار ، في حقل نوع جديد "الرطوبة". كما ترى ، لكل منها رقم فريد إلى اليمين ، يشير هذا الرقم إلى الإخراج الذي سيتم إرسال الرسالة إليه عندما يطابق الشرط

الخطوة 20: التالي ، دعنا نضيف "مقياسًا" من اللوحة

الخطوة 21: اضبط الملصق على "درجة الحرارة" ، وتنسيق القيمة على "{{القيمة | الرقم: 2}} "، والوحدات إلى" مئوية "يمكنك تغيير النطاق إلى الحد الأدنى والأقصى لدرجة الحرارة المتوقعة ، وأنا أستخدم 0 و 50

الخطوة 22:

ميزة أخرى رائعة حقًا لمنشئ التدفق هي النسخ واللصق ، انقر فوق المقياس الذي أضفته للتو وانقر فوق ctrl + c (cmd + c على نظام Mac) ، ثم cntl + v ، الآن لديك مقياس ثان ، انقر نقرًا مزدوجًا فوقه قم بتغيير الملصق إلى الرطوبة ، والوحدات إلى RH ، والمدى إلى 20 و 80

الخطوة 23:

• الآن ارسم الأسلاك من عقدة درجة الحرارة / الرطوبة إلى العقدة المنقسمة ، من العقدة المنقسمة إلى عقدة التبديل ، ومن المخرج الأول (العلوي) لعقدة التبديل إلى عقدة مقياس درجة الحرارة ، ومن المخرج الثاني لعقدة التبديل إلى مقياس الرطوبة.
• بمجرد الانتهاء من ذلك ، انقر فوق نشر.

الخطوة 24: لوحة القيادة NODE-RED:

يوفر القدرة على إنشاء واجهة مستخدم باستخدام منشئ التدفق ، ويوفر المخططات والرسوم البيانية وعددًا من العناصر المرئية الأخرى التي يمكننا استخدامها لعرض البيانات ، جنبًا إلى جنب مع العقد لبدء التدفق باستخدام إدخال المستخدم. سنستخدم بعض هذه العقد لعرض القياس عن بعد من مستشعراتك اللاسلكية.

دعونا التحقق من ذلك! توجد علامة تبويب في الجزء العلوي الأيمن تقول "لوحة التحكم"

الخطوة 25: في أعلى يمين علامة التبويب هذه ، توجد أيقونة "نافذة جديدة" صغيرة ، انقر عليها لعرض واجهة المستخدم الخاصة بك

من المحتمل أن المقاييس لا تعرض أي معلومات ، لأنه لم يتم الإبلاغ عن أي بيانات مستشعر منذ نشر التدفق ، انقر فوق زر إعادة الضبط في مستشعر درجة الحرارة / الرطوبة لإجبارها على تسجيل الوصول ويجب أن تقفز مقاييسك. يجب أن يكون لديك الآن عرض البيانات في الوقت الحقيقي!

الخطوة 26: إخراج لوحة القيادة NODE-RED:

الآن حيث تزداد درجة الحرارة والرطوبة وتنخفض البيانات الجديدة المتوفرة داخل المتغير المتغير.