Считывание показаний сенсоров по WiFi и Интернет
Использование малогабаритных устройств оснащённых различными
датчиками и имеющих в своём составе микроконтроллер с доступом к
WiFi сети
(например, модулем ESP-12Е фирмы Espressif Systems),
позволяет не только осуществлять удалённый контроль за
состоянием различных объектов (офисов, складских помещений, теплиц,
удалённых строений и т.д.), но и производить сбор и накопление данных,
а также осуществлять удалённое или автоматическое управление.
Здесь представлен пример тестового проекта по сбору показаний сенсоров малогабаритными WiFi-устройствами, их подключения к локальной домашней сети или сети предприятия, имеющей доступ к Интернету и через неё передаче полученной информации на Вебсайт. (Примечание. для этого необходимо иметь своё доменное имя и учетную запись хостинга) В качестве альтернативы можно воспользоваться бесплатными хостингами), о которых есть сведения в Интернете.
Собранные показания заносятся в базу данных MySql для хранения и могут быть просмотрены на экране Смартфона или Персональном компьютере в виде таблицы или графического отображения, например в виде графика, из любой точки мира.
В качестве обратной связи, проект предусматривает обратную передачу управления через WiFi-устройства на исполнительные устройства, например насосы, электродвигатели, обогреватели или другие, простым нажатием кнопки на экране Смартфона или щелчком мыши на экране Персонального компьютера из любой точки мира.
Краткое описание
В проекте в качестве исполнительного WiFi-устройства
использовался малогабаритный комплект разработки NodeMCU 1.0
фирмы WeMos (с установленным модулем ESP-12Е фирмы Espressif
Systems) с подключенным к нему по интерфейсу I2C датчиком
температуры и атмосферного давления BMP280 фирмы Bosch,
В качестве исполнительного устройства к модулю NodeMCU было
присоединено реле с подключенным к нему обогревателем. В качестве
которого использовался WeMos relay shield. Также к NodeMCU
были подключены два дополнительных светодиода для контроля подачи
управления. Смотри фото представленные на рисунке. Также вместо
светодиодов можно использовать другое реле с другим
исполнительным устройством или дополнительное устройство.
В аналогичных проектах могут быть использованы и другие сенсоры. Также были опробованы для измерения температуры и влажности сенсоры DHT-11 (см. рисунок) и DHT-22 компании Aosong Electronics, подключаемым по 1-проводному интерфейсу, термометр DS18B20 от Dallas Semiconductor. А вместо NodeMCU может быть использован любой аналогичный модуль с WiFi-интерфейсом, например, модуль WeMos D1 mini.
Плата NodeMCU ESP-12E содержит USB-UART драйвер CP2102 ф. Silabs, что позволяет подключать ESP-12Е (esp8266) напрямую к Arduino Software (IDE), и производить зашивки Скетч. В качестве такова Скетча зашит Скетч Веб Сервера.
Работа Скетч: По включению Скетч Веб Сервера по заданному имени сети и пароля производит подключение к роутеру локальной домашней сети (в качестве которого использовался модем HG8245A фирмы HUAWEY), от которого получает IP-адрес локального подключения.
После инициализации Веб-сервер ESP-12E производит считывание данных из BMP280 и инициирует подключение к удаленному Веб-серверу, в данном случае http://www.wltech.ru/wifi и отправляет к нему POST-запрос с показаниями сенсоров в виде JSON-данных. Через каждые 30 секунд данная процедура повторяется.
Скрипт удаленного Веб-сервера обрабатывает данный запрос и помещает данные в таблицу базы данных MySql для хранения, откуда можно их извлечь и просмотреть их в виде графика на экране смартфона или Персонального компьютера в любой точке мира. Демонстрацию последних 30 значений показаний сенсоров можно посмотреть на вкладке меню "Графика". Или посмотреть значения всех показаний в виде таблицы. Демонстрация показаний сенсоров в виде таблицы представлена на вкладке меню "База". Где можно посмотреть или 30 последних значений или суточные показания (или показания с определённого времени). А также по номеру идентификатора в таблице.
Также Скрипт Веб-сервер ESP по подключению к удаленному Веб-серверу производит проверку поступления, через Веб-сервер, управления от удалённого Клиента, находящегося в любой точке мира. Демонстрацию подачи управления можно наблюдать на вкладке меню "Устройство"
Сети Wi-Fi
Wi-Fi — это аббревиатура, которая произошла от английского словосочетания Wireless Fidelity, что означает «беспроводная передача данных» или «беспроводная точность». Wi-Fi был создан в 1991 NCR Corporation/AT&T в Ньивегейн, Нидерланды и вышел на рынок под маркой WaveLAN. В начале скорость передачи была данных от 1 до 2 Мбит/с.
Wi-Fi — это беспроводная технология, которая использует радиоканалы для передачи данных. Данная технология предполагает наличие точки доступа/маршрутизатора Wi-Fi (стандарты 802.11a/b/g/n), которая обеспечивает стабильный доступ к сети радиусом до 45 метров в помещении и 90 метров на открытом пространстве. Большинство Wi-Fi-устройств работают в диапазоне частот 2,412 – 2,472 ГГц и имеют поддержку 13 каналов.
Wi-Fi роутер есть у каждого и его мощности хватает, чтобы в каждом уголке квартиры Интернет работал стабильно. И поэтому радио сигнал от роутера виден даже у соседей. Таким образом wi-fi сигнал накладывается друг на друга и может даже заглушать сигнал от вашего роутера соседским. Что можно предпринять по этому поводу. Используемый частотный диапазон разных странах различные. Чаще используются 13 беспроводных каналов в диапазоне частот 2,412 - 2.472 ГГц. Только 3 канала из 13 непересекающиеся это 1,6 и 11. Это означает, что если у вашего соседа за стеной роутер работает на 1 канале, а у вас на 3 то скороее всего они будут конфликтовать друг с другом, тем самым уменьшая скорость Интернета. Найти свободные каналы Wi-Fi с помощью Wifi Analyzerу в свободном доступе в Интернете, а также инструкцию как поменять канал в настройках роутера.