Alat kawalan jauh dan Pengawasan Foto Sepanjang MQTT: 8 Langkah

2025 Pengarang: John Day | [email protected]. Diubah suai terakhir: 2025-01-23 15:01

Helo.

Hari ini saya ingin membincangkan bagaimana membuat sistem kawalan jauh dan pemantauan yang boleh digunakan, misalnya, untuk mengawal pintu garaj, pencahayaan, pemanasan, kawalan tekanan, suhu dan banyak parameter lain. Tetapi ciri utama sistem ini ialah anda dapat menerima foto dari jauh dari objek jauh. Sebelum anda memulakan ceritanya, pendahuluan pendek. Sebaik sahaja saya ingin membuat sistem pengawasan foto menggunakan papan Arduino M0-SD yang serasi, kamera VC0706 dan perisai 3G / GPRS / GSM / GPS untuk Arduino. Papan yang serasi dengan Arduino M0-SD dipilih dari keadaan yang sangat mudah diprogramkan (sama seperti Arduino UNO), voltan operasi adalah 3.3V - ini sangat sesuai untuk bekerja dengan kamera VC0706, sejumlah besar ROM dan RAM, beberapa port UART, port maya USB yang berasingan, tetapi kelebihan utamanya ialah kehadiran penyambung SD mikro secara langsung di papan (Sangat mudah untuk menyimpan sejumlah besar data, seperti gambar).

Perisai 3G / GPRS / GSM / GPS untuk Arduino sangat sesuai digunakan dengan papan Arduino M0-SD yang serasi. Terdapat beberapa perpustakaan di Internet, serta banyak contoh untuk bekerja dengan perisai ini. Kadar pemindahan data (3G) jauh lebih tinggi daripada perisai GPRS konvensional (sangat sesuai untuk menghantar gambar). Ketersediaan modul GPS adalah kelebihan tambahan.

Saya memilih tarif murah dari operator selular untuk penghantaran data (foto) melalui Internet. Tetapi timbul persoalan: bagaimana memindahkan data? MMS? FTP? Bagaimana cara mendapatkan pemberitahuan mengenai penerimaan data (foto)? Akibatnya, saya memutuskan untuk mengirim data (foto) ke e-mel dan melihat surat melalui aplikasi yang dipasang di telefon bimbit. Ternyata sangat senang!:-) Projek yang telah siap dapat dilihat di pautan ini.

Terdapat juga projek serupa untuk Arduino UNO sebagai rujukan.

Kemudian saya memutuskan untuk memperluas fungsi peranti saya. Sebagai contoh, tambahkan kemampuan untuk mengawal LED (walaupun pada hakikatnya kemungkinannya lebih luas). E-mel untuk ini tidak begitu sesuai. Pilihan SMS mahal dan tidak selesa. Dan kemudian saya belajar mengenai MQTT. Saya tidak akan menggambarkan siapa dia. Biar saya katakan: Ini adalah perkara yang sangat keren!:-) Dengan bantuan MQTT, anda boleh menukar bukan sahaja mesej, tetapi juga fail binari (gambar). Dalam aplikasi untuk telefon, anda boleh membuat antara muka anda sendiri dengan mudah.

Saya mencari contoh pelaksanaan protokol MQTT untuk perisai 3G / GPRS / GSM / GPS saya (SIM5320) dan, sayangnya, tidak menemui pelaksanaan yang saya perlukan. Tetapi itu tidak meninggalkan saya sendiri. Saya memutuskan untuk melaksanakan fungsi yang diperlukan secara bebas. Akibatnya, saya berjaya membuat perangkat yang dikendalikan (ditunjukkan oleh tiga LED) melalui MQTT dari aplikasi yang dipasang di telefon bimbit, dan juga mengirim foto ke telepon atas perintah dari telefon. (Saya akan memberitahu anda rahsia bahawa saya belum pernah melihat contoh menghantar gambar melalui broker MQTT sebelum ini dan melakukannya untuk pertama kalinya. Dan ketika saya berjaya memindahkan gambar pertama, saya sangat gembira!:-)) Dan jadi, saya mencadangkan untuk terus ke langkah pertama - senarai komponen yang diperlukan.

Langkah 1: Senarai Komponen

Kami memerlukan komponen seterusnya:

1) Arduino M0-SD serasi.

2) TTL-kamera VC0706.

3) Perisai 3G / GPRS / GSM / GPS untuk Arduino.

4) LED merah, hijau, kuning, 3 perintang (100-500 Ohm), wayar, penyambung sudut pin dengan nada 2.54 mm.

5) Penyesuai kuasa AC-DC (6V 1A), antena 3G, dll.

Langkah 2: Penyediaan Kamera

Kamera mempunyai output RS-232 untuk sambungan langsung ke PC. Anda perlu mengeluarkan MAX232 (penukar RS-232) dan menutup pad sentuhan antara pin 7-10 (TX), 8-9 (RX) yang sesuai.

Kabel enam wayar yang disertakan dengan kamera perlu dibuat semula:

• Tanggalkan dua wayar dari penyambung.
• Susun semula wayar merah (+ 5V) dan hitam (GND) seperti yang ditunjukkan dalam gambar.

Pada hujung wayar yang telanjang mesti ada petua yang dipateri seperti "perempuan".

Langkah 3: Penyediaan Arduino M0-SD yang Sesuai

Seperti yang telah disebutkan, Arduino M0-SD yang serasi adalah perkakasan dan perisian yang serasi dengan Arduino M0 yang asli, tetapi ia juga mempunyai penyambung microSD onboard untuk menyambungkan kad memori.

Untuk menyambungkan kamera ke Arduino M0-SD yang serasi di papan, perlu menyolder penyambung sudut ke terminal TXD, RXD (penyambung X6) seperti yang ditunjukkan dalam gambar. Port ini sesuai dengan "Serial".

Kabel putih (Kamera RX) dan kuning (Kamera TX) dari kamera mesti disambungkan masing-masing ke terminal TXD dan RXD (penyambung X6) seperti yang ditunjukkan dalam gambar.

Langkah 4: Penyediaan 3G / GPRS / GSM / GPS Shield SIM5320

Sebelum memasang kad sim di slot, anda mesti mematikan permintaan kod PIN. Kemudian pasang kad SIM di slot di bahagian bawah papan seperti yang ditunjukkan pada gambar. Dua pelompat mesti dipasang pada kedudukan RX-1 (D1), TX-0 (D0).

Langkah 5: Pemasangan Perkakasan

Pemasangan perkakasan terdiri daripada beberapa operasi mudah:

• Untuk mengawal LED, pertama-tama anda perlu menyolder reka bentuk kecil LED dan perintang had semasa (100-500 Ohm) seperti yang ditunjukkan dalam gambar. Perhatikan kekutuban LED - anod mesti disolder ke perintang (+). Untuk mengurangkan paparan parasit LED, saya membuat skrin hitam dari kadbod biasa.
• С Sambungkan LED dan kamera ke papan Arduino M0-SD yang serasi seperti yang ditunjukkan dalam rajah. Bekalan kuasa kamera (wayar merah "+ 5V" dan wayar hitam "GND") mesti diambil dari terminal "+ 5V" dan "GND" dari slot. Anda juga boleh menggunakan penyambung sudut untuk ini.
• Selepas itu, sambungkan perisai 3G / GPRS / GSM / GPS ke papan Arduino M0-SD yang serasi. Jangan lupa menyambungkan antena 3G.

Langkah 6: Menetapkan MQTT Broker

Saya memilih www.cloudmqtt.com yang sangat senang dan jelas sebagai broker MQTT. Ia menyediakan ujian percuma. Anda juga boleh menerima dan mengirim mesej secara langsung di laman web ini.

Prosedur penyediaan adalah seperti berikut:

1. Daftar dalam talian.
2. Tekan butang "Buat Contoh Baru".
3. Tetapkan nama, misalnya "MqttCamera".
4. Tekan butang "Pilih Wilayah". Contohnya, pilih "US-East-1 (Virginia Utara)".
5. Tekan butang "Ulasan".
6. Tekan butang "Buat Contoh". Lihat mesej "Instance berjaya dibuat".
7. Klik "MqttCamera".
8. Ingat maklumat: Pelayan, Pengguna, Kata Laluan, Port, Kunci API (Kami akan memerlukannya pada langkah ke-7 dan ke-8).
9. Kemudian anda boleh pergi ke tetingkap "WEBSOCKET UI", di mana anda boleh menguji dan men-debug, melihat dan menghantar mesej (Kami memerlukan tetingkap ini pada langkah seterusnya).

Langkah 7: Aplikasi Dash MQTT

Untuk membuat panel kawalan dalam telefon bimbit, saya memilih aplikasi MQTT Dash yang sangat mesra pengguna dan jelas.

Pasang aplikasi MQTT Dash di telefon anda dan buat tetapan berikut:

1. Buka aplikasi.
2. Di tetingkap pemuka MQTT, klik (+) untuk menambah panel kawalan baru.
3. Di tetingkap yang muncul, isi medan yang diperlukan, seperti: Nama (misalnya, MqttCamera), Alamat, Port, Nama pengguna, Kata laluan pengguna (Ambil data dari langkah 6).
4. Setelah mengisi medan, klik ikon disket (operasi "Simpan").
5. Di tetingkap dengan senarai panel kawalan, klik pada baris yang muncul "MqttCamera".
6. Di tetingkap panel kawalan yang terbuka, klik ikon anak panah untuk memuatkan metrik.
7. Kemudian di tetingkap pop timbul, klik pada butang "LANGGAN DAN TUNGGU METRIK".
8. Pada komputer peribadi, buka akaun di broker MQTT (lihat langkah sebelumnya), buka tetingkap "WEBSOCKET UI", tetapkan topik "metrik / pertukaran" di tetingkap "Kirim mesej", dan rakam teks dari dilampirkan fail metrics.txt di tetingkap "Mesej", klik butang "Kirim".
9. Tunggu 10 saat, pastikan metrik diterima di telefon dan panel kawalan dikemas kini.

Kemudian anda boleh meneruskan ke pengaturcaraan Arduino M0-SD yang serasi.

Langkah 8: Pengaturcaraan dan Kerja

Sebelum memprogram Arduino M0-SD yang serasi, anda perlu memasang di komputer semua perpustakaan yang diperlukan (pubsubclient-master, TinyGSM-master), yang saya nyatakan di bawah. Perpustakaan ini sedikit diubahsuai untuk berfungsi dengan papan Arduino M0-SD yang serasi, kamera VC0706, dan perisai 3G / GPRS / GSM / GPS SIM5320.

Anda perlu menyambungkan kabel dan bekalan kuasa anda (6V 1A untuk menghidupkan perisai 3G / GPRS / GSM / GPS) ke Arduino M0-SD yang serasi.

Mulakan Arduino IDE. Di Arduino, IDE perlu memilih: Tools-> Board: Arduino M0 Pro (Native USB Port).

Buka lakaran MqttCamera.ino. Isi medan: Nama pengguna, Kata laluan pengguna, Kunci API, Port, Pelayan (Ambil data dari langkah 6).

Buka tetingkap Serial Monitor.

Muat naik lakaran. Saya tidak menerangkan secara terperinci prosedur pengaturcaraan (terdapat cukup arahan di Internet).

Setelah berjaya memuatkan dan memasang dengan betul, maklumat berikut akan muncul di tetingkap Serial Monitor:

Kamera VC0706 + Arduino M0 + SIM5320 + MQTT

Kamera init… versi: ----------------- VC0703 1.00 Ctrl infr ada Sensor yang ditentukan pengguna 525 ----------------- kejayaan ! Memulakan modem … Modem: AT + CGMM SIMCOM_SIM5320E Menunggu rangkaian … OK Menyambung ke internet OK Menyambung ke 3.83.68.228 gagal Menyambung ke 3.83.68.228 OK Ping: 0

Garis "Ping: XX" adalah mesej berkala dari Arduino M0-SD yang serasi ke pelayan. Daripada maklumat ini, anda boleh menghantar pengukuran ADC, status input dan banyak lagi.

Dalam aplikasi MQTT Dash, klik pada ikon lampu (LED_YELLOW, LED_GREEN, LED_RED) - hidupkan / matikan. Lihat di tetingkap monitor Serial - semestinya ada maklumat mengenai perkara seperti ini:

LED_YELLOW Hidup

LED_YELLOW_Dari LED_GREEN Hidup LED_GREEN mati LED_RED Pada LED_RED Mati

Klik pada ikon kamera - hantar arahan "SHOOT" dan tunggu sebentar. Maklumat berikut akan muncul di tetingkap Serial Monitor:

Mula Tembak!

Gambar diambil! buat IMAGE332-j.webp

Dan setelah beberapa saat (5-10 saat) di tetingkap "LIHAT GAMBAR" harus dipaparkan foto.

Untuk demonstrasi, saya mengarahkan kamera VC0706 ke LED supaya anda dapat melihat statusnya setelah saya menukarnya dengan sewenang-wenangnya. Tetapi dalam penggunaan sebenar, anda dapat mengarahkan kamera ke bilik, pintu, jalan, pintu gerbang, kereta, dll. (Sudah tentu, anda mesti mengambil kira kehendak undang-undang). Sebagai demonstrasi, saya menunjukkan beberapa tangkapan skrin dari telefon bimbit, di mana keadaan LED yang dipasang dan sebenarnya dipaparkan.

Saya harap arahan saya menarik dan berguna untuk anda. Saya akan gembira dengan maklum balas dan komen anda. Dalam rancangan saya untuk membangunkan peranti saya dan berkongsi dengan anda inovasi baru. Terima kasih kerana menonton!