Comunicação IoT Com a Dragonboard 410C: 5 steg

2024 Författare: John Day | [email protected]. Senast ändrad: 2024-01-30 12:45

É bastante comum desenvolver ou, até mesmo, comprar um produto IoT para a sua casa. Abrir uma cortina, ligar uma tomada, ajustar a temperatura de um ambiente, monitoramento de segurança, entre outros benefícios de equipamentos IoT.

Agora, seria interessante transformar esses alertas das "coisas" da sua casa, em solicitações de serviço, e ainda melhor, em serviços que você conhece e que já está acostumado. O comerciante "zé da água" não tem condições de entrar num grande marketplace para vender a sua água e tão pouco ter recursos para adquirir e manter um sistema de pedidos.

Para que você use serviços como o do seu 'Zé da água', que você semper confiou, será mostrado como montar a base de uma plataforma IoT com a dragonboard, para resolver essa comunicação.

Steg 1: Förbered en Sua Dragonboard 410C

Neste passo vamos prepara a nossa Drabonboard 410C para se tornar o gateway da nossa estrutura IoT dentro da sua casa.

Primeiramente, vamos instalar um system operacional och placa. Caso você opte por utilizar localização GPS, que ajudará muito o cliente no momento de registro, sugerimos que instale or system operacional Linaro 17.04.1, caso contrário, veja as opções de na página da Dragonboard 410C da 96boards, nästa länk.

Du kan också installera en operativ system, installera en biblioteca libmraa för att använda GPIO: erna, från Dragonboard 410C. Para isso, você deve seguir os passos abaixo (abra o console do seu sistema operacional para executar os comandos):

Pré requisitos libmraa

• sudo apt-get uppdatering
• sudo apt-cache sök pcre
• sudo apt-get install libpcre3-dev
• sudo apt-get install git
• sudo apt-get install cmake
• sudo apt-get install python-dev
• sudo apt-get install swig

Instalação mraa

• sudo git-klon
• sudo mkdir mraa/build && cd $ _
• sudo cmake.. -DBUILDSWIGNODE = AV
• sudo gör
• sudo gör installationen

Para utilizar a biblioteca com Python, que é o caso deste instructable, vamos adicionar o export da nossa variavel de ambiente do Python para a biblioteca. Para isso, använd en textredigerare för att föredra att vi kan använda oss av VIM:

• sudo vim ~/.bashrc
• pressione a teclar i, para iniciariar a edição do arquivo
• Adicionar a linha seguinte no final do arquivo: export PYTHONPATH = $ PYTHONPATH: $ (dirname $ (find /usr /local -name mraa.py))
• pressione ESC para sair da edição do arquivo e digite ': x!' e enter para salvar e sair do arquivo.

Com isso já conseguimos utilizar a biblioteca mraa com Pyhton.

Agora, vamos instalar os programvaror för att göra GPS -sökningar (lembrnado que para a utilização dessa parte, recomendamos o uso do system system operacional Linaro 17.04.1). Ingen konsol, utföra eller använda kommando:

sudo apt-get install gnss-gpsd gpsd gpsd-klienter

Para testar, execute o código abaixo, também no seu console:

gpsmon –n

OBS: A antena interna da Drabonboard é para ser utilizada fora de cases e em locais mais abertos. Até mesmo em locais abertos, a leitura pode demorar de 5 a 10 minutos, então não fique preocupado se não exibir as informações prontamente.

Pensando no projeto, com certeza iremos encapsular o (s) hardware (s) num case, e no menor dos cenários, este case estará dentro de uma casa ou apartamento. Para resolver, podemos utilizar antenas externas, tanto para wi-fi, quanto para o GPS.

OBS: A instalação da antena externa não é um procedimento tão simples para quem não tem familiaridade com procedimentos de soldagem com SMD, portanto, procure um serviço especializado se necessário.

Para realizar o switch do das antenas internas para externas, será needsário seguir os procedimentos que a Qualcomm disponibilizou no documento deste link.

OBS: Det är möjligt att använda våra komponenter (kondensatorer, resistorer och induktorer) på internet. Vi har många antenner, och det finns inga webbplatser för SmartCore.

Para que nosso gateway não fique dependente de uma configuração e conexão wifi, com a internet, iremos utilzar um módulo GSM. Os módulos GSM externos, geralmente necessitam de uma tensão estável e específica, então vamos criar uma saída de alimentação diretamente da entrada de alimentação da Dragonboard 410C.

Föreställer vi dig ett steg, kan du ta bort våra tjänster för att kunna använda en del av en GSM -modul (ATENÇÃO COM A POLARIDADE).

Para realizar a comunicação interna, iremos utilizar of protocolo MQTT, e definir a Dragonboard 410C como hotspot. Vamos installera mjukvara Mosquitto för tornar och nossa placa um mäklare mqtt, com a execução da linha abaixo no seu console:

sudo apt-get install mygg

Com isso o software já estará instalado e ativo.

Para definir a sua Dragonboard 410C som hotspot, och passera:

• Klicka på ikonen för att redigera inget sämre
• Klicka på 'Redigera anslutningar'
• Om du vill använda "Nätverksanslutningar", klicka på "Lägg till"
• Välj Wi-Fi och klicka på 'Skapa'
• Ao abrir a tela de configuração da rede, insira um nome em SSID
• Na mesma tela mude para 'Hotspot' no campo 'Mode'
• Caso queira inkluderar oma senha para a rede, configure-a na aba 'Wi-fi Security'
• Para finalizar clique em 'Save'

Agora qualquer dispositivo pode se conectar à rede exclusiva da Dragonboard 410C, e utilizar o seu broker para publicar e subscrever.

Com estes preparos acima, estamos prontos para seguir com o desenvolvimento.

Steg 2: Förbered ett Sua Cloud API

Este passo é algo que depende muito de projeto para projeto. Pod ser que exact ser feita do zero, ou o cloud já existe com a necessidade de criar or mecanismo de API, ou até mesmo já ter uma API pronta para utilizar.

Vamos descrever um passo a passo para iniciariar uma API básica, men menos para o teste deste instructable. Caso queira seguir um tutorial mais completeo, sugiro ver o artigo deste link. Em todo caso, sugiro desenvolver algo mais estruturado, caso a finalidade do projeto seja comercial.

Primeiramente, precisamos de um lugar para colocarmos a nossa API, e para não termos gastos com estes testes, iremos utilizar and plataforma Heroku. Siga os passos para iniciar a sua aplicação:

• Besök webbplatsen för Heroku, por este link
• Klicka på "Registrera dig", ingen canto superior dieito, para iniciar o seu registro
• Após o registro, em sua dashboard, click em 'New' and escolha and opção 'Create New App'
• Insira um nome para a sua aplicação
• Em seguida, klicka på 'Skapa app'
• Seu app está pronto, podendo ver seu funcionamento clicando em 'Open App', no canto superior dirento
• Instale o Heroku Cli, para fazer os distribuerar para a sua aplicação, seguindo and instrução para seu sistema operacional, de acordo com a documentação deste link
• Agora você deverá seguir as instruções de deploy fora começar or desenvolvimento da sua API, disponível em

Seguindo os passos acima, ja temos a pasta na sua máquina, para desenvolver a sua API. Agora vamos installerar o NodeJS och a framework Express, säger oss om hur vi kan göra följande:

• curl -sL https://deb.nodesource.com/setup_11.x | sudo -E bash -
• sudo apt -get install -y nodejs
• sudo apt-get install npm
• Caso não esteja utilizando uma distribuição Linux que utilize o Advanced Packaging Tool (APT), ou outro system system operation, konsulte o link
• Agora kör npm install express -generator -g
• Acesse o diretório que foi realizado os procedimentos da aplicação da Heroku com 'cd _PASTA_SEU_APP_'
• Inicie a aplicação node 'npm init', e os outros comandos abaixo
• CD../
• express _PASTA_SEU_APP_
• cd _PASTA_SEU_APP_
• npm installera

Para deixar dois endpoints preparados, um de GET e um de POST, siga os passo abaixo:

• Acesse a pasta 'routes'
• abra o arquivo 'index.js'
• Inclua o trecho de código abaixo, que irá adicionar as rotas na raiz da sua aplicação para os dois métidos (GET e POST):

router.get ('/', function (req, res, next) {res.setHeader ('Content-Type', 'application/json'); res.send (JSON.stringify ({msg: 'Hello API'}, null, 3));}); router.post ('/', function (req, res, next) {var msg = 'empty'; if (typeof req.body.msg! = 'undefined') msg = req.body.msg; res.setHeader ('Content-Type', 'application/json'); res.send (JSON.stringify ({msg: msg}, null, 3));});

Agora você realisera o distribuera gör seu app för en Heroku:

• heroku -inloggning
• git lägg till.
• git commit -am "initial commit"
• git push heroku master

Com isso você já tem seus endpoints de testes prontos. För testar os endpoints sugerimos installer or software Postman, nästa länk. Ange en url da seu -app (Ex: https://_SEU_APP_.herokuapp.com/) och välj GET ou POST, klicka på 'SKICKA'. Para o método POST, siga os passos:

• Clique na aba 'Body'
• Välj en opção 'x-www-form-urlenkodad
• Insira o key 'msg'
• Em Value, pode inserir qualquer mensagem

Kommer att använda temos och nossa API de testes pronta para o uso.

Steg 3: Instalando E Manipulando O Modulo GSM

Para não dependermos de uma conexão Wifi, vamos utilizar and a comunicação GSM para abrir caminho de dados para utilizarmos a nossa API, configurada no step anterior.

Vi kan också använda moduler för GSM -homologados, för att testa något som vi kan använda på ett enkelt sätt för att kunna använda en modell för att kunna använda SIM800L. Este modulo foi producido e distribuído em massa pelo fabricando, mas sem qualquer homologação, tanto que não está disponível no site do fabricando.

Vamos às conexões físicas, entre o modulo GSM and a nossa Dragonboard 410C.

Med något steg "Förbered en Dragonboard", kan du också regelbundet använda en modul. Para isso utilizaremos um regulador de tensão steg ner, para diminuir och tensão de entrada. Utilizamos o Regulador De Tensão Stepdown Buck Conversor Dc Lm2596 3a Nf, para este teste

Det här är ett exempel på hur vi kan göra följande:

• Konstruera en positiv bild av Dragonboard, som ett steg "Förbered en Dragonboard", och konstruera "IN +" till regulador de tensão
• Konstruera ett negativt drag från Dragonboard, som ett steg "Förbered en Dragonboard", och konvertera "IN -" till regulador de tensão
• VIKTIGT: Ligue a Dragonboard, e regule com o auxilio de uma chave de fenda, regule o trimpot para que a saída (OUT + e OUT -) tenha 4.2V. Siga adiante apenas se a saída estiver com esse valor. Caso seja utilizado outro modulo GSM, verifique and tensão adequada. Este passo deve ser repetido, semper que houver inclusão de um hardware, pois pode haver variação.
• Konstruera en reglering av tensão 'OUT +' no pino VCC, indicado to imageem de capa deste step
• Konstruera en reglering av TENSão 'OUT -' no pino GND, indicado to imageem de capa deste step
• Konstruera o pino RXD gör modulo GSM nr pino 5 UART 0 TX da Dragonboard, ambos indicados nas capens de capa deste step
• Konstruera o pino TXD do modulo GSM no pino 7 UART 0 RX da Dragonboard, ambos indicados nas imagens de capa deste step
• Konstruera o pino GND do modulo GSM no pino 1, 2, 39 OU 40 GND da Dragonboard, ambos indicados nas imagens de capa deste step. Isto é fundmental para estabilizar o tráfego de dados pelo för RX TX

OBS: Não se esqueça de conectar uma antena no modulo GSM, pelos pinos NET ou IPX ANT, indicados to imageem de capa deste step.

Agora vamos ao programvara. Vamos utilizar a biblioteca mraa que instalamos anteriormente, para realizar and comunicação serial entre or modulo GSM e a Dragonboard 410C.

Vi rekommenderar att du läser en biblioteca och testar en comunicação com o modd:

• Crie um arquivo com a extensão.py, como sugestão 'gsm.py'
• No arquivo, inicie importando a biblioteca mrra, e também a biblioteca time para definir förseningar

importera mraa

Definierar ett stort antal parametrar för UART som kan ansluta eller modulera GSM

port = '/dev/tty96B0'

Instancie a UART com ajuda da biblioteca mraa

uart = mraa. Uart (port)

Crie uma função para enviar para os comando AT para o modulo GSM

def skriva (msg):

uart.write (bytearray (str (msg)+'\ n', 'utf-8'))

Crie um loop para fazer a leitura do modulo GSM

medan True: r = uart.read (128) om r! = '': print (r.decode ('UTF-8')) i = str (input ()) skriv (i) time.sleep (0.5)

• Salve o arquivo e volte para o console
• Utför o arquivo

python gsm.py

Digite 'AT', e se tudo conectado corretamente, você irá receber na tela a mensgem 'OK'

Para que nosso módulo não dependa de digitarmos cada comando AT - encontrados nästa link - faremos duas funções, uma que irá realizar a conexão com a APN e outra que irá consumir a nossa API.

A primeira função será de conexão:

def connect ():

time.sleep (0.5) skriv ("AT") time.sleep (0.5) write ('AT+CREG = 1') time.sleep (0.5) write ('AT+COPS = 2') time.sleep (0.5) write ('AT+SAPBR = 3, 1, "Contype", "GPRS"') time.sleep (0.5) write ('AT+SAPBR = 3, 1, "APN", "*****"') time.sleep (0.5) write ('AT+SAPBR = 3, 1, "USER", "*****"') time.sleep (0.5) write ('AT+SAPBR = 3, 1, "PWD", "*****" ') time.sleep (0.5) write (' AT+SAPBR = 1, 1 ') time.sleep (0.5) write (' AT+SAPBR = 2, 1 ') time.sleep (6)

Sugiro que rode cada comanda antes de utilizar esta função. Segue algumas observações sobre estes comandos:

• Para definir corretamente o valor do comando AT+COPS, que serve para selecionar a sua rede, primeiro execute AT+COPS = ?, aguarde que apareça as redes disponíveis, e altere o valor na função connect () para o indexador da sua rede exibida após o comando AT_COPS =?
• Os comandos de definição da APN estão com asteriscos pois depende de cada operadora do SIM Card, procure se informar com a operador para saber qual o endereço da APN, usuário e senha.
• Repare que a cada

Agora vamos implementar a função que irá enviar consumir a nossa API:

def send (p, m, d = ''):

write ('AT+HTTPINIT') time.sleep (0.5) write ('AT+HTTPSSL = 1') time.sleep (0.5) write ('AT+HTTPPARA = "CID", 1') time.sleep (0.5) write ('AT+HTTPPARA = "URL", "_URL_APP_HEROKU _/'+p+'"') time.sleep (0.5) write ('AT+HTTPPARA = "USERDATA", "Authorization: Bearer ******** ********* / r / n "') time.sleep (0,5) om m ==' GET ': skriv (' AT+HTTPACTION = 0 ') else: write (' AT+HTTPPARA = "INNEHÅLL", "applikation/x-www-form-urlenkodad" ') time.sleep (0.5) skriv (' AT+HTTPDATA = '+str (len (d))+', 10000 ') time.sleep (0,5) skriv (str (t)) time.sleep (10) skriv ('AT+HTTPACTION = 1') time.sleep (6) write ('AT+HTTPTERM')

Segue algumas observações para estes comandos:

• En função recebe 3 parametros. 'p' para o path que será executado da sua API, 'm' para o método que você irá utilizar da sua api (GET/POST/…), e 'd' para os dados enviados em caso do método não for GET
• Om du vill använda AT+HTTPS kan du använda SSL
• O argumento 'm' deverá ser enviado no formato querystring (Ex: msg = ola+dragonboard & arg2 = teste & …)
• O comando 'AT+HTTPPARA = "USERDATA …"

Mais uma vez sugiro rodar cada comando, individualmente e em ordem, antes da utilização.

Antes de adquirir seu SIM Card, consulte se a operadora trabalha com a mesma technologia que of modulo GSM que você estiver utilizando, mas é aconselhável utilizar o SIM Card de empresas especializadas em comunicação IoT, por questõeses kompatibilidade, custos e praticidade.

Com as configurações and implementações acima, estamos prontos para nos comunicarmos com a nuvem através da nossa Dragonboard 410C.

Steg 4: Preparando Dispositivos Para Se Comunicar Com a Dragonboard

Neste passo, iremos utilizar a placa de prototipagem NODEMCU ESP8266 ESP-12, como exemplo. Esta e qualquer outra placa de prototipagem, como o nome já diz, é ótima para protótipos, mas no momento em que o hardware for definido como produto, deve ser desenvolvido um complexo dedicado. Det finns även WiFi, och det är lättare att kommunicera.

Para nos comunicarmos com a nossa Dragonboard 410C, exaktamos de 2 bibliotecas:

• ESP8266WiFi> biblioteca para ativar a conexão da placa
• PubSubClient> biblioteca para realizar a comunicação com o broker MQTT

Definina como variáveis globais, as definições da rede Wi-fi e do broker, ambos da nossa Dragonboard 410C:

• const char* SSID = "_REDE_DRAGONBOARD_"; // Namn kan definieras som Hotspot och Dragonboard
• const char* PASSWORD = ""; // Insira o valor da senha se houver definido na configação do Hotspot
• const char* BROKER = "_IP_DRAGONBOARD_"; // Utför 'ip a' på sua Dragonboard para descobrir o ip da rede interna

Om du vill lösa in Wi-Fi kan du enkelt installera MQTT-klienten:

• WiFiClient espWIFI;
• PubSubClient MQTT (espWIFI);

Efter installationen, inledningsvis en WIFI och en kommunal MQTT:

• WiFi. Börjar (SSID, LÖSENORD);
• MQTT.setServer (BROKER, 1883);
• MQTT.setCallback (callback_mqtt); // Caso você faça prenumerera em algum tópico

No sua função de loop, adicione a linha abaixo para que o MQTT entre em loop:

MQTT.loop ();

Você pode criar uma função de verificação de conexão de WIFI e do broker, para não ter problemas com intermitência. Para isso crie um função com as linhas abaixo, e chame-a na função de loop:

void checkConnections () {

om (! MQTT.connected ()) medan (! MQTT.connected ());

if (WiFi.status ()! = WL_CONNECTED) {WiFi.begin (SSID, PASSWORD); medan (WiFi.status ()! = WL_CONNECTED);}

}

E finalmente, iremos enviar algum dado para a Drabonboard 410C, com o seguinte comando:

MQTT.publish ('_ NOME_DO_TOPICO_', "Ola Dragonboard");

Vi kan inte använda några detaljer för exempel på sensorer osv. Basta incluir esta linha onde necessário, que os dados serão enviados para a seu broker.

Voltando para a nossa Dragonboard410C, vamos criar um arquivo teste em python, para checarmos os dados recebidos pelo broker, mas antes, vamos instalar uma biblioteca que nos auxiliará na conexão do broker. Para isso execute as linhas abaixo no console da Dragonboard 410C:

• sudo apt-get install python pip
• pip installera paho-mqtt

Agora vamos criar um arquivo python com o nome, como exemplo, mqtt.py. Nele vamos definir algumas funções que serão explicadas a seguir:

importera paho.mqtt.client som mqttimport sys

Mäklare = "_IP_DRAGONBOARD_" port = 1883 timeout = 60 TopicSubscribe = "_MESMO_TOPICO_DISPOSITIVO_EXTERNO_"

def onConnect (klient, användardata, flaggor, rc): client.subscribe (TopicSubscribe)

def onMessage (klient, användardata, msg): meddelande = str (ms.payload) print (meddelande)

försök: client = mqtt. Client () client.on_connect = onConnect client.on_message = onMessage client.connect (mäklare, port, timeout) client.loop_forever () utom: sys.exit (0)

Neste arquivo vamos definimos duas funções, a 'onConnect' que será chamada no momento em que houver conexão com o broker, e a função 'onMessage' que será executada quando houver mensagem recebida nos subscribes definidos na função 'onConnect'.

Execute o arquivo com 'python mqtt.py', e se todas as conexões anteriores estiverem sido realizadas com sucesso, você receberá na sua tela os dados que estão sendo enviados pelo seu dispositivo externo, no caso deste exemplo, pelo NODEMCU.

Notera att det är en função onMessage, du kan få en information och exibimos nos seu -konsol. Então é nästa ponto que você tratará os dados recebidos e no momento certo, enviará via GSM para a sua API, pela função 'send' do seu arquivo de teste gsm.py, que criamos no passo 'Instalando e manipulando o modulo GSM'.

Viktigt att observera: Para realizar a alimentação da placa NODEMCU ESP8266 ESP-12, em especifico, sugiro que consultem o documento deste link. Muito cuidado nästa momento, pois uma simples falha de inversão de polos pode queimar a placa, mas caso isso aconteça a boa noticia é que tem um preço que facilita a troca rapidamente.

Steg 5: Considerações Finais

Se estiver tudo configurado como descritos nos steps anteriores, você já está comunicando o seu dispositivo IoT com o mundo, com auxilio da sua Dragonboard 410C. É importante ressaltar que next instructable foram mencionados vários hardwares e software, mas apenas para fins de exemplificar. Os sensores e outros recursos que serão utilizados no dispositivo externo, todo o preparo and implementação da sua API Cloud, us recursos de hardware ligados à Dragonboard, e também a forma com que us dados são tratados, fica a critério de quem for executar o projeto. Para definir como produto final, sugerimos apĺicar as tecnologias e procedimentos adequados para tal

O uso de apps e aplicações de gestão, para os comerciantes ligados aos serviços, deixamos em aberto também, bastando trabalhar bem a sua API, e a consumindo através destas frentes.