IoT मूल बातें: Mongoose OS का उपयोग करके अपने IoT को क्लाउड से कनेक्ट करना: 5 चरण

2024 लेखक: John Day | [email protected]. अंतिम बार संशोधित: 2024-01-30 09:20

यदि आप एक ऐसे व्यक्ति हैं जो टिंकरिंग और इलेक्ट्रॉनिक्स में है, तो अधिक बार नहीं, आप इंटरनेट ऑफ थिंग्स शब्द पर आएंगे, जिसे आमतौर पर IoT के रूप में संक्षिप्त किया जाता है, और यह उन उपकरणों के एक सेट को संदर्भित करता है जो इंटरनेट से जुड़ सकते हैं! खुद ऐसे व्यक्ति होने के नाते, जब मुझे पता चला कि इस तरह के महान उपकरण मेरे लिए आसानी से उपलब्ध हैं, तो मैं मोहित हो गया। हार्डवेयर के एक छोटे से टुकड़े का उपयोग करके अपनी परियोजनाओं को इंटरनेट से जोड़ने में सक्षम होने के बारे में सोचा और बस उन असंख्य द्वारों के बारे में सोचकर जो मेरे प्रोजेक्ट विचारों के लिए खुलेंगे, मुझे पंप कर दिया था।

लेकिन IoT को इंटरनेट से कनेक्ट करने के लिए कहना उतना आसान नहीं है जितना कि इसे शेल्फ से खरीदना और इसे पावर देना। और डिवाइस को इंटरनेट से कनेक्ट करने के अलावा, हमें कुछ उपयोगी डेटा को इंटरनेट तक पहुंचाने की भी आवश्यकता है। यह निर्देश योग्य उपरोक्त लक्ष्य को प्राप्त करने के लिए शामिल प्रक्रिया से संबंधित है, और किसी भी अनुभव स्तर के पाठकों के लिए है, शुरुआती से लेकर दिग्गजों तक जो IoT में नए हैं।

इस निर्देशयोग्य में, एक उदाहरण के रूप में, मैं यह प्रदर्शित कर रहा हूँ कि ESP32 विकास बोर्ड के आंतरिक तापमान सेंसर रीडिंग के ग्राफ को कैसे प्लॉट किया जाए, जिससे पाठकों को प्रक्रिया का एक अच्छा विचार मिल सके।

हालाँकि यह निर्देश योग्य ESP32 और Mongoose OS का उपयोग करता है, फिर भी इस प्रक्रिया को सभी IoT और फ़र्मवेयर तक बढ़ाया जा सकता है!

आपूर्ति

इस निर्देश को स्वयं लागू करने में सक्षम होने के लिए, आपको केवल न्यूनतम मात्रा में हार्डवेयर की आवश्यकता होगी, और वे हैं:

• एक इंटरनेट ऑफ थिंग (IoT): मैंने एक सस्ते ESP32 डेवलपमेंट बोर्ड क्लोन का उपयोग किया है। यदि आप एक नया ESP32 विकास बोर्ड खरीदने की योजना बना रहे हैं, तो आपको DFRobot के ESP32 बोर्ड को अवश्य देखना चाहिए।
• एक डेटा केबल: एक केबल का उपयोग करें जिसकी आपके IoT को फ्लैशिंग आदि के लिए आवश्यकता होती है।
• एक बैटरी (वैकल्पिक): इसे तभी खरीदें जब आप अपने IoT को लंबे समय तक पावर देना चाहते हैं।
• एक मिनी ब्रेडबोर्ड (वैकल्पिक)

मैं पाठक को ESP32 से भिन्न IoT का उपयोग करने का सुझाव देता हूं ताकि वह केवल मेरी नकल करने के बजाय वास्तव में समझ सके कि यहां क्या हो रहा है। मेरा विश्वास करो, आप किसी अन्य IoT में अपने स्वयं के दिमाग का उपयोग करके इस प्रक्रिया को लागू करने का आनंद लेंगे, उदाहरण के लिए, ESP8266 एक अच्छा विकल्प होगा।

चरण 1: एमक्यूटीटी का परिचय

MQTT क्या है?

"MQTT एक साधारण मैसेजिंग प्रोटोकॉल है, जिसे कम बैंडविड्थ वाले सीमित उपकरणों के लिए डिज़ाइन किया गया है। इसलिए, यह इंटरनेट ऑफ़ थिंग्स अनुप्रयोगों के लिए एकदम सही समाधान है। MQTT आपको आउटपुट को नियंत्रित करने, सेंसर नोड्स से डेटा पढ़ने और प्रकाशित करने और बहुत कुछ करने के लिए कमांड भेजने की अनुमति देता है। " (रैंडमनेर्ड ट्यूटोरियल से)

एमक्यूटीटी कैसे काम करता है?

तकनीकी जाने से पहले, आइए पहले अपनी वास्तविक दुनिया के बारे में सोचें। मान लीजिए कि आप अपने मित्र के मित्र लॉरेल के स्वामित्व वाले कार्ड संग्रह में रुचि रखते हैं, जिसे आप व्यक्तिगत रूप से नहीं जानते हैं। चूँकि आप उस कार्ड संग्रह के बारे में बहुत विशिष्ट हैं, आप अपने मित्र, मान लीजिए टॉम से यह पूछने के लिए कहेंगे कि लॉरेल इसे बेचने के लिए तैयार है या नहीं। ऐसा करते समय, आप टॉम को कार्ड संग्रह स्वयं खरीदने के लिए कहेंगे यदि लॉरेल बेचना चाहता है, क्योंकि आप नहीं चाहते कि कोई अन्य व्यक्ति उस संग्रह पर अपना हाथ रखे जिसकी आप लालसा कर रहे हैं! समय बीतने के साथ, टॉम और लॉरेल बातचीत करते हैं, और आपसी समझौते पर, लॉरेल पैसे के बदले टॉम को अपना कार्ड संग्रह देता है। इस आदान-प्रदान के बाद, टॉम कार्डों को तब तक अपने पास रखता है जब तक कि वह आपसे दोबारा नहीं मिल जाता, जो तब होता है जब वह अंत में आपको कार्ड संग्रह देता है। इस तरह हमारे दैनिक जीवन में एक सामान्य आदान-प्रदान होता है।

MQTT में, एक्सचेंज में शामिल मूल तत्व प्रकाशक (लॉरेल), एक ग्राहक (आप) और ब्रोकर (टॉम) हैं। इसका वर्कफ़्लो भी ऊपर बताए गए वास्तविक दुनिया के उदाहरण के समान है, केवल एक बड़े अंतर को छोड़कर! MQTT में, एक्सचेंज ब्रोकर द्वारा शुरू किया जाता है, यानी लॉरेल टॉम के पास यह बताने वाली पहली महिला होगी कि वह अपना कार्ड संग्रह बेचना चाहती है। यदि हम अपने वास्तविक दुनिया के उदाहरण के साथ एमक्यूटीटी के कामकाज की तुलना करते हैं, तो यह इस प्रकार होगा:

1. लॉरेल टॉम को बताती है कि वह अपना कार्ड संग्रह (डेटा या पेलोड) बेचना चाहती है और उसे कार्ड देती है।
2. टॉम उन कार्डों को अपने कब्जे में लेता है और कार्ड संग्रह के प्रस्तावों के लिए तैयार है। जब आप और टॉम मिलते हैं और उसे पता चलता है कि आप कार्ड में रुचि रखते हैं (किसी विषय की सदस्यता लेते हैं)। टॉम फिर आपको कार्ड देता है।

चूंकि पूरी प्रक्रिया ब्रोकर पर निर्भर करती है और ग्राहक और प्रकाशक के बीच कोई सीधा संपर्क नहीं होता है, MQTT प्रकाशक और ग्राहक दोनों को सिंक्रनाइज़ करने की परेशानी को दूर करता है। इंटरमीडिएट ब्रोकर की उपस्थिति IoTs और माइक्रोप्रोसेसरों जैसे संसाधन-विवश उपकरणों के लिए एक वरदान है क्योंकि उनकी प्रोसेसिंग पावर सामान्य तरीके से डेटा ट्रांसफर करने के लिए अपर्याप्त है, जिसमें अतिरिक्त ओवरहेड खर्च जैसे प्रमाणीकरण, एन्क्रिप्शन आदि शामिल होंगे। इसके अलावा, MQTT में कई अन्य विशेषताएं हैं जैसे कि हल्का होना, एक-से-कई वितरण, और इसी तरह, जो इसे विवश नेटवर्क और ग्राहकों के लिए आदर्श बनाते हैं।

चरण 2: IoT प्लेटफ़ॉर्म का परिचय

IoT प्लेटफॉर्म क्या है?

"उच्च स्तर पर, इंटरनेट ऑफ थिंग्स (IoT) प्लेटफॉर्म सपोर्ट सॉफ्टवेयर है जो एज हार्डवेयर, एक्सेस पॉइंट्स और डेटा नेटवर्क को वैल्यू चेन के अन्य हिस्सों (जो आमतौर पर एंड-यूज़र एप्लिकेशन हैं) से जोड़ता है। IoT प्लेटफॉर्म आमतौर पर चल रहे प्रबंधन कार्यों और डेटा विज़ुअलाइज़ेशन को संभालना, जो उपयोगकर्ताओं को अपने पर्यावरण को स्वचालित करने की अनुमति देता है।" (लिंक-लैब्स से)

संक्षेप में, एक IoT प्लेटफ़ॉर्म उपयोगकर्ता और डेटा एकत्र करने वाले एजेंटों के बीच माध्यम के रूप में कार्य करता है जो एकत्रित डेटा का प्रतिनिधित्व करने के लिए जिम्मेदार होता है।

इस निर्देश में, हम अपने ESP32 के तापमान रीडिंग को ऑनलाइन आगे बढ़ाने की योजना बना रहे हैं। हमारा ESP32 MQTT प्रकाशक के रूप में कार्य करेगा और MQTT ब्रोकर हमारी पसंद का IoT प्लेटफॉर्म होगा। ध्यान दें कि हमारे प्रोजेक्ट में MQTT सब्सक्राइबर की कोई भूमिका नहीं है क्योंकि डेटा का प्रतिनिधित्व प्लेटफॉर्म द्वारा ही किया जा रहा है। IoT प्लेटफॉर्म हमारे प्रकाशित डेटा को स्टोर करने और लाइन ग्राफ के रूप में इसे अच्छी तरह से प्रस्तुत करने के लिए जिम्मेदार होगा। मैं यहां अपने IoT प्लेटफॉर्म के रूप में लॉसेंट का उपयोग करूंगा क्योंकि यह उपयोग करने के लिए स्वतंत्र है और डेटा का प्रतिनिधित्व करने के कुछ अच्छे तरीके प्रदान करता है। IoT प्लेटफॉर्म के कुछ अन्य उदाहरण Google क्लाउड, Amazon AWS और Adafruit, Microsoft Azure आदि हैं। मैं पाठक को उनके चुने हुए IoT प्लेटफॉर्म के दस्तावेज़ीकरण को संदर्भित करने की सलाह देना चाहता हूं।

लॉसेंट की स्थापना:

1. लोसेंट में लॉग इन करें
2. एक उपकरण बनाएं (स्टैंडअलोन प्रकार)
3. डिवाइस1 में कुछ डेटा प्रकार जोड़ें। नाम: तापमान, डेटा प्रकार: संख्या २। नाम: ऑफ़सेट, डेटा प्रकार: Number3. नाम: इकाई, डेटा प्रकार: स्ट्रिंग
4. एक्सेस कुंजी जेनरेट करें और डिवाइस आईडी और एक्सेस कुंजी नोट करें
5. ग्राफ 1 बनाएं। एक डैशबोर्ड बनाएं।2। तापमान चर और अपने बनाए गए डिवाइस का उपयोग करके इसमें "टाइम सीरीज़ ग्राफ़" ब्लॉक जोड़ें।

"डिवाइस आईडी" किसी डिवाइस के लिए अद्वितीय फ़िंगरप्रिंट के रूप में कार्य करने के उद्देश्य से कार्य करता है। "एक्सेस कीज़", जैसा कि नाम से पता चलता है, IoT को डिवाइस पहचान के तहत लॉसेंट को प्रकाशित करने की अनुमति देता है।

चरण 3: MQTT प्रकाशक तैयार करें

अब जब हमने डेटा प्राप्त करने और उसका प्रतिनिधित्व करने के लिए IoT प्लेटफ़ॉर्म तैयार कर लिया है, तो हमें एक MQTT प्रकाशक तैयार करने की आवश्यकता है जो प्लेटफ़ॉर्म पर डेटा एकत्र करने और भेजने के लिए जिम्मेदार होगा।

MQTT प्रकाशक की तैयारी की रूपरेखा इस प्रकार है:

• कोड लिखें: प्रकाशक (IoT) को यह निर्देश देने के लिए कि कैसे डेटा एकत्र किया जाए, संसाधित किया जाए और IoT प्लेटफॉर्म पर भेजा जाए। निर्देश मानव-पठनीय उच्च-स्तरीय प्रोग्रामिंग भाषाओं में लिखे गए हैं जिन्हें आमतौर पर कोड के रूप में जाना जाता है।
• फर्मवेयर फ्लैश करें: IoT इन निर्देशों को आसानी से नहीं समझेगा क्योंकि यह शुरू में कोई भाषा नहीं जानता है। मानव और मशीन के बीच इस भाषा अवरोध को पाटने के लिए, कोड को निर्देशों के एक कच्चे सेट में संकलित किया जाता है, मूल रूप से IoT के अंदर मेमोरी स्थानों के लिए विशिष्ट हेक्साडेसिमल या बाइनरी मानों का सेट, जिसे फर्मवेयर के रूप में जाना जाता है जिसे तब IoT पर फ्लैश किया जाता है।

इस निर्देशयोग्य में, चूंकि मैं अपने आसान ESP32 का उपयोग कर रहा हूं, इसलिए मैं इसमें Mongoose OS फर्मवेयर फ्लैश करूंगा, जो C और जावास्क्रिप्ट दोनों में लिखे गए प्रोग्राम को स्वीकार करता है। JS संगतता के अलावा, Mongoose OS के पास अभी भी बहुत कुछ है, जैसे कि आपके प्रोग्राम को ऑनलाइन करने के लिए, और उपकरणों (mDash) आदि के लिए एक समर्पित डैशबोर्ड।

मैंने इस निर्देश के लिए Mongoose OS के लिए एक ओपन-सोर्स ऐप विकसित किया है। यह लोसेंट-टेम्प-सेंसर नाम का एक सरल ऐप है, जो ESP32 के आंतरिक तापमान रीडिंग के आधार पर, लॉसेंट (एक फ्री-टू-यूज़ IoT प्लेटफॉर्म) को अनुमानित परिवेश तापमान रीडिंग भेजने के लिए MQTT को नियोजित करता है। बेहतर समझ के लिए ऐप के कोड के माध्यम से जाने की सलाह दी जाती है। हम इस निर्देश के लिए इस ऐप को फ्लैश करेंगे।

यदि आप साहसी किस्म के हैं, तो आप Arduino-ESP32 फर्मवेयर के साथ उसी लक्ष्य को प्राप्त करने का प्रयास कर सकते हैं जो ESP32 को Arduino (वाईफाई क्षमता के साथ) के रूप में उपयोग करने में सक्षम बनाता है।

Mongoose OS के साथ फ्लैशिंग ऐप के लिए एक त्वरित ठहरनेवाला:

1. अपने ओएस के लिए एमओएस टूल इंस्टॉल करें।

2. टूल खोलें और निम्न कमांड निष्पादित करें:

   1. राज्य मंत्री क्लोन
   2. सीडी लोसेंट-अस्थायी-सेंसर
   3. राज्य मंत्री बिल्ड --प्लेटफ़ॉर्म esp32
   4. राज्य मंत्री फ्लैश

सफल फ्लैशिंग के बाद, डिवाइस को रीबूट करने की अनुमति दें और फिर निम्न आदेश निष्पादित करें:

1. राज्य मंत्री वाईफाई "आपका वाईफाई एसएसआईडी" "आपका वाईफाई पासवर्ड" जैसे। राज्य मंत्री वाईफाई "होम" "होम@123"

2. राज्य मंत्री विन्यास-सेट तापमान। आधार =

   तापमान.इकाई ="

   "उदाहरण के लिए। मॉस कॉन्फिग-सेट तापमान। आधार = 33 / तापमान। यूनिट = "सेल्सियस"

3. राज्य मंत्री विन्यास-सेट device.id=mqtt.client_id=mqtt.user=mqtt.पास=

इन सभी चरणों को सही ढंग से पूरा करने के बाद, आपके पास एक ESP32 होगा जो हर 10 मिनट के बाद समय-समय पर लॉसेंट को तापमान रीडिंग भेजता है। जैसा कि उपरोक्त वीडियो में दिखाया गया है, सफल प्रकाशन नीले एलईडी द्वारा दर्शाया गया है।

चरण 4: फुटनोट

यदि आप पिछले चरणों को सही ढंग से दोहराने में सक्षम हैं, तो अब आपके पास एक कार्यशील परियोजना होगी जिसकी सहायता से आप अपने कमरे के अंदर या जहाँ भी आप परियोजना लगाने की योजना बना रहे हैं, तापमान के रुझान का निरीक्षण कर सकते हैं। चूँकि मैंने इस निर्देश को सामान्य रखा है जैसा कि मैं इसे बना सकता था, इसलिए आप अपने IoT का उपयोग सभी प्रकार के डेटा एकत्र करने के लिए कर सकते हैं और इससे कुछ उपयोगी निष्कर्ष निकालने का प्रयास कर सकते हैं, या आप इसे केवल छेड़छाड़ के लिए कर सकते हैं यदि आप ' इस निर्देश को ठीक से समझ लिया है।

मेरे लिए, IoT के बारे में सबसे अच्छी बात यह है कि यह हमें डेटा के बड़े हिस्से को इकट्ठा करने में सक्षम बनाता है, अगर इसे अकेले लिया जाए और इसे कुछ निर्णायक में बदल दिया जाए। यह वास्तव में विज्ञान की भावना को प्रभावित करता है। मेरे लिए, मेरे ग्राफ के माध्यम से बारिश के घंटों के दौरान मेरे कमरे के अंदर तापमान में गिरावट को नोटिस करना बहुत संतोषजनक और ज्ञानवर्धक था।

लोसेंट-टेम्प-सेंसर-ऐप को बिजली की खपत के लिए अनुकूलित किया गया है, क्योंकि यह ईएसपी 32 की गहरी नींद की सुविधा का उपयोग करता है इसलिए आप इसे बैटरी की चिंता किए बिना लंबे समय तक उपयोग कर सकते हैं। आप विकास बोर्ड पर एलईडी को हटाकर बिजली दक्षता को और बढ़ा सकते हैं। पूरे सेटअप का वर्तमान ड्रा ऊपर दिखाया गया है।

इस निर्देश का उद्देश्य, शुरुआत से ही आपको IoT की दुनिया से परिचित कराना था। इस निर्देश को पूरा करने पर, आपकी उन बुनियादी बातों पर अच्छी पकड़ हो जाएगी, जिन्हें आप अन्य ऑनलाइन संसाधनों के माध्यम से और भी अधिक मजबूत कर सकते हैं।

यद्यपि आप इस स्तर पर जटिल परियोजनाओं को बनाने में सक्षम नहीं होंगे, फिर भी यह हमेशा ध्यान में रखा जाना चाहिए कि यदि आपके पास एक मजबूत पर्याप्त ईंट है, और उन्हें एक साथ जोड़ने का एक तरीका है, तो आप किसी भी कल्पनाशील संरचना को सरल से बना सकते हैं जटिल करने के लिए। इसी तरह, बुनियादी बातों पर अच्छी पकड़ रखने और उन्हें सही तरीके से लागू करने का तरीका जानने से आप कई तरह के गर्भनिरोधकों को लगा पाएंगे। इसलिए पहला कदम उठाने के लिए खुद को पीठ पर थपथपाएं।

चरण 5: क्रेडिट और समर्थन

इस निर्देशयोग्य में चित्र शामिल हैं, उदा। वह जो MQTT एक्सचेंज की व्याख्या करता है, जिसे मैंने व्यक्तिगत रूप से बनाया है। वे दृष्टांत केवल निम्नलिखित फ्री-टू-यूज़ एसवीजी पैक्स के लिए संभव हुए हैं:

• फ्रीपिक द्वारा बनाया गया इन्फोग्राफिक वेक्टर - www.freepik.com
• स्टारलाइन द्वारा निर्मित इन्फोग्राफिक वेक्टर - www.freepik.com
• pikisuperstar द्वारा बनाए गए लोग वेक्टर - www.freepik.com
• सार वेक्टर मैक्रोवेक्टर द्वारा बनाया गया - www.freepik.com
• सार वेक्टर मैक्रोवेक्टर द्वारा बनाया गया - www.freepik.com
• pikisuperstar द्वारा बनाया गया इन्फोग्राफिक वेक्टर - www.freepik.com

यह निर्देश DFRobot द्वारा प्रायोजित किया गया है। DFRobot के पास एक शानदार इलेक्ट्रॉनिक्स संग्रह है, इसलिए इसे अवश्य देखें।

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