Amazon AWS IoT ve ESP8266'ya Başlarken: 21 Adım

2024 Yazar: John Day | [email protected]. Son düzenleme: 2024-01-30 13:19

Bu proje, ESP8266 modülünü alıp Mongoose OS kullanarak doğrudan AWS IOT'a nasıl bağlayacağınızı gösterir. Mongoose OS, bulut bağlantısını vurgulayan mikro denetleyiciler için açık kaynaklı bir işletim sistemidir. Dublin merkezli bir gömülü yazılım şirketi olan Cesanta tarafından geliştirildi ve proje sonunda DHT11 sıcaklık sensöründen sıcaklık ve nem değerlerini ölçebilmeli ve AWS IOT platformunda yayınlayabilmelisiniz.

Bu proje için ihtiyacımız olacak:

 ESP8266 tabanlı bir NodeMCU kartı

 DHT 11 sıcaklık sensörü

 Mongoose OS yanıp sönme aracı

 NodeMCU kartını bilgisayara bağlamak için bir USB kablosu

 Bağlantı telleri

 Kullanmayı düşündüğünüz AWS hesabı

Adım 1: ESP8266 tabanlı bir NodeMCU Kartı

ESP8266, Espressif Systems tarafından tasarlanan bir mikro denetleyicinin adıdır. ESP8266'nın kendisi, mevcut mikro denetleyiciden Wi Fi'ye bir köprü olarak sunulan bağımsız bir Wi Fi ağ çözümüdür ve aynı zamanda bağımsız uygulamaları çalıştırabilir. Bu modül, yerleşik bir USB konektörü ve zengin bir pin çıkışı yelpazesi ile birlikte gelir. Bir mikro USB kablosu ile, NodeMCU devkit'i dizüstü bilgisayarınıza bağlayabilir ve Arduino gibi sorunsuz bir şekilde flash yapabilirsiniz.

Şartname

• Voltaj: 3.3V.

• Wi-Fi Direct (P2P), soft-AP.

• Akım tüketimi: 10uA~170mA.

• Takılabilir flash bellek: maksimum 16MB (512K normal).

• Entegre TCP/IP protokol yığını.

• İşlemci: Tensilica L106 32-bit.

• İşlemci hızı: 80~160MHz.

• RAM: 32K + 80K.

• GPIO'lar: 17 (diğer işlevlerle çoğullanır).

• Analogdan Dijitale: 1024 adım çözünürlüklü 1 giriş.

• 802.11b modunda +19.5dBm çıkış gücü

• 802.11 desteği: b/g/n.

• Maksimum eşzamanlı TCP bağlantısı: 5

Adım 2: Pin Şeması

Adım 3: DHT11 - Nem ve Sıcaklık Sensörü

DHT11, temel, düşük maliyetli bir dijital sıcaklık ve nem sensörüdür. Çevreleyen havayı ölçmek için kapasitif bir nem sensörü ve bir termistör kullanır ve veri pinine dijital bir sinyal gönderir (analog giriş pinlerine gerek yoktur). Kullanımı oldukça basittir, ancak verileri almak için dikkatli zamanlama gerektirir. Bu sensörün tek dezavantajı, ondan yalnızca 2 saniyede bir yeni veri alabilmenizdir.

Özellikleri

 Tam aralıklı sıcaklık kompanzasyonu

 Bağıl nem ve sıcaklık ölçümü

 Kalibre edilmiş dijital sinyal

 Olağanüstü uzun vadeli istikrar

 Ekstra bileşenlere ihtiyaç duyulmaz

 Uzun iletim mesafesi

 Düşük güç tüketimi

Haberleşme Süreci (Tek Telli Çift Yönlü)

Bu modüldeki ilginç olan şey, veri aktarımı için kullanılan protokoldür. Tüm sensör okumaları, maliyeti azaltan ve mesafeyi uzatan tek bir telli veri yolu kullanılarak gönderilir. Veri yolu üzerinden veri göndermek için verinin nasıl aktarılacağını tanımlamanız gerekir, böylece verici ve alıcı birbirinin ne dediğini anlayabilir. Bu bir protokolün yaptığı şeydir. Verilerin iletilme şeklini açıklar. DHT-11'de 1 telli veri yolu, VCC'ye bir dirençle çekilir. Yani hiçbir şey olmazsa bus üzerindeki voltaj VCC'ye eşittir. Haberleşme Formatı üç aşamaya ayrılabilir.

1) Talep

2) Yanıt

3) Veri Okuma

4. Adım: Mongoose İşletim Sistemine Giriş

Mongoose OS, küçük gömülü sistemler için açık kaynaklı bir işletim sistemidir. Normalde daha güçlü cihazlarda bulunan modern API'lere erişim sağlayan bir programlama arayüzü sunarken, genellikle onlarca kilobayt düzeyinde bellekle sınırlı olan mikro denetleyiciler gibi cihazlarda çalışacak şekilde tasarlanmıştır. Mongoose OS çalıştıran bir cihaz, dosya sistemleri ve ağ iletişimi gibi işletim sistemi işlevlerine ve ayrıca JavaScript motoru ve bulut erişim API'leri gibi daha üst düzey yazılımlara erişime sahiptir.

Mongoose OS Yanıp Sönen aracı

Flaş aracı, ESP8266'da Mongoose OS'yi flaş etmek için kullanılır. İlk olarak, ESP8266 NodeMCU gibi desteklenen kartlardan birini alın ve bilgisayarınıza bağlayın, ardından şu adımları izleyin:

 Mongoose OS indirme web sayfasına gidin ve Mos aracını indirin. (Ancak bu Projede Mongoose OS'nin eski sürümünü kullanacağız)

 Mos (Mongoose OS) kurulum dosyasını çalıştırın ve kurulum sihirbazını izleyin:

Adım 5: Mongoose Kurulum Sihirbazı

6. Adım: Cihaz Durumu - Çevrimiçi

Üç adımı tamamladıktan sonra, aşağıda verilen mesajı alacaksınız ve Cihaz durumu çevrimiçi hale gelecektir. Artık ESP8266 Modülümüz herhangi bir uzak cihazla iletişim kurabiliyor

7. Adım: AWS IOT'ta Aygıt Tedarik Edin

AWS'ye olay gönderebilmemiz için önce AWS IOT ile güvenli bir bağlantı kurabilmemiz gerekir. Bunu yapabilmek için ESP'yi AWS sertifikalarıyla sağlamamız gerekiyor. Mongoose OS kurulum sihirbazında Device Config menüsünü seçin, ardından AWS ortamınız için uygun AWS bölgesini ve AWS politikasını seçin. AWS IOT ile Tedarik Et düğmesine tıklayın. Cihaz, AWS hizmetine bağlanmak için doğru bilgilerle kurulacaktır. Sertifikalar otomatik olarak yüklenecektir.

Not:

Kullanıcı uygun AWS bölgesini ve AWS politikasını seçebilir. Senaryomuzda ap-southeast-1 olarak AWS bölgesini ve mos-default olarak AWS politikasını seçtik.

AWS IOT üzerinde provizyon cihazının tamamlanmasının ardından artık esp8266 Wi-Fi modülü AWS -IOT ile haberleşebilir.

Adım 8: Örnek Kodu NodeMCU Kartına Yükleme

Mongoose kurulum sihirbazını çalıştırdıktan sonra cihaz dosyaları menüsüne tıklarsanız init.js adında bir dosya var. Bu dosyanın içinde örnek kod var. Kaydet +Reboot butonuna tıklarsanız örnek kod yüklenecek ve çıktı, Cihaz Günlüklerinden görüntülenebilir

9. Adım: AWS Hesabına Başlarken

AWS nedir?

Amazon Web Services (AWS), Amazon'un yapı taşları biçiminde hizmetler sağlayan bir bulut hizmeti sağlayıcısıdır; bu yapı taşları, bulutta her türlü uygulamayı oluşturmak ve dağıtmak için kullanılabilir. Bu hizmetler veya yapı taşları birbirleriyle çalışmak üzere tasarlanmıştır ve karmaşık ve yüksek düzeyde ölçeklenebilir uygulamalarla sonuçlanır.

Nasıl kurulur?

AWS hizmetlerini kurmanın iki yolu vardır

 AWS CLI komut satırı yardımcı programını kullanma

 AWS GUI'yi kullanma

Adım 10: AWS CLI Komut Satırı Yardımcı Programı (İsteğe Bağlı)

Öncelikle AWS CLI'yi kurmamız gerekiyor. AWS CLI, AWS hizmetleriyle etkileşim için komutlar sağlayan bir komut satırı aracıdır. AWS Management Console tarafından sağlanan işlevselliği terminalden kullanmanızı sağlar. Mongoose, bu aracı AWS IOT'ta IOT cihazını sağlamak için kullanır. AWS CLI, AWS'ye bağlanabilmek için kimlik bilgilerinize ihtiyaç duyar. Kurulum için awsconfig komutunu komut satırından çalıştırın ve erişim bilgilerinizi (kimlik bilgileriniz) girin. Basit bir deyişle, basit ve sezgisel bir web tabanlı kullanıcı arayüzü aracılığıyla Amazon Web Hizmetlerine erişebilir ve yönetebilirsiniz. Endişeniz bazı özelliklere cep telefonu kullanarak erişmekse, AWS Konsolu mobil uygulaması, kaynakları hareket halindeyken hızlı bir şekilde görüntülemenize olanak tanır.

Adım 11: Amazon Web Servisleri (GUI)

AWS ile provizyon yaptıktan sonra AWS yönetim konsoluna giriş yapabiliyoruz, hizmetler sekmesi altında farklı kategorilerimiz var. Bu konsolun özelliklerini keşfetmeye başlamadan önce AWS'de bir hesap oluşturmanız gerekiyor. Hesabı olmayan kişiler için AWS web sitesini ziyaret edebilir ve ücretsiz bir hesap oluşturabilir. Kredi/banka kartı bilgilerinizi girmelisiniz. Hizmetleri belirtilen sınırlar dahilinde kullandığınız sürece AWS, ücretsiz aboneliğiniz sırasında sizden ücret almaz.

Adım 12: AWS IOT Çekirdeği

Giriş yaptıktan sonra, aşağıdaki sayfaya yönlendirileceksiniz ve nesnelerin interneti altında IOT çekirdeğini seçin

Adım 13: AWS IOT - İzleme

IOT çekirdeğini seçtiğinizde yukarıdaki sayfa görünecek ve ardından test menüsünü seçin

Adım 14: AWS IOT - Abonelikler

Test menüsünü seçtikten sonra Aboneliklere yönlendirileceksiniz. Abonelik konusunda kullanmakta olduğunuz uygun konuyu belirtin ve Konuya abone ol butonuna tıklayın.

Adım 15: Varsayılan Mesajı Yayınlama

Bundan sonra yukarıdaki sayfaya yönlendirileceksiniz. Konuya yayınla'yı tıklarsanız, varsayılan olarak burada görüntülenecek olan örnek mesaja sahip olacağız.

Not: Yeni bir kod yazıp NodeMCU panosuna yüklemek istiyorsanız (Yazdığımız kodun cihaz dosya yöneticisi > init.js dosyasına yüklenmesi gerekir, o zaman konu adını koda eklemelisiniz. Konu adını ekledikten sonra, çıktıyı yayınlamak için abonelikler bölümünde aynı konu adını kullanmanız gerekir.

Adım 16: Düğmeye Basılan Bilgilerin Yayınlanması

Adım 17: Sıcaklık ve Nem Değerlerini AWS IOT Platformunda Yayınlayın

Adım 18: Görev

Devreyi aşağıda gösterildiği gibi bağlayın

 ESP8266 modülündeki mongoose işletim sistemini flaşlayın

 AWS IOT üzerinde cihaz sağlayın

 Programlama kodunu NodeMCU kartına yükleyin

 Cihaz günlüklerindeki çıktıyı kontrol edin (bkz. şekil 9)

 AWS hesabına giriş yapın

 IOT çekirdek alt menüsünü seçin

 MQTT istemcisi bölümünden Test seçeneğini seçin

 Aboneliklerde uygun konuyu belirtin

 Konuya yayınla düğmesini tıklayın

 Flaş düğmesine her bastığınızda sıcaklık, nem değerlerini mesaj olarak aldığınızdan emin olun.