Amazon AWS IoT और ESP8266 के साथ शुरुआत करना: 21 कदम

2024 लेखक: John Day | [email protected]. अंतिम बार संशोधित: 2024-01-30 09:21

यह प्रोजेक्ट आपको दिखाता है कि ESP8266 मॉड्यूल कैसे लें और इसे Mongoose OS का उपयोग करके सीधे AWS IOT से कैसे कनेक्ट करें। Mongoose OS माइक्रोकंट्रोलर्स के लिए एक ओपन सोर्स ऑपरेटिंग सिस्टम है जो क्लाउड कनेक्टिविटी पर जोर देता है। इसे डबलिन स्थित एम्बेडेड सॉफ्टवेयर कंपनी सेसांटा द्वारा विकसित किया गया था और परियोजना के अंत में, आपको DHT11 तापमान सेंसर से तापमान और आर्द्रता मूल्यों को मापने और इसे AWS IOT प्लेटफॉर्म पर प्रकाशित करने में सक्षम होना चाहिए।

इस परियोजना के लिए, हमें आवश्यकता होगी:

 एक ESP8266-आधारित NodeMCU बोर्ड

डीएचटी ११ तापमान सेंसर

नेवला ओएस चमकता उपकरण

NodeMCU बोर्ड को कंप्यूटर से जोड़ने के लिए एक USB केबल

जम्बर तार

 AWS खाता जिसका आप उपयोग करना चाहते हैं

चरण 1: एक ESP8266-आधारित NodeMCU बोर्ड

ESP8266 एस्प्रेसिफ सिस्टम्स द्वारा डिजाइन किए गए एक माइक्रो कंट्रोलर का नाम है। ESP8266 अपने आप में एक स्व-निहित वाई-फाई नेटवर्किंग समाधान है जो मौजूदा माइक्रो कंट्रोलर से वाई-फाई तक एक सेतु के रूप में पेश करता है और स्व-निहित अनुप्रयोगों को चलाने में भी सक्षम है। यह मॉड्यूल बिल्ट इन यूएसबी कनेक्टर और पिन-आउट के समृद्ध वर्गीकरण के साथ आता है। माइक्रो USB केबल के साथ, आप NodeMCU devkit को अपने लैपटॉप से कनेक्ट कर सकते हैं और इसे बिना किसी परेशानी के फ्लैश कर सकते हैं, जैसे Arduino

विनिर्देश

• वोल्टेज: 3.3V।

• वाई-फाई डायरेक्ट (पी२पी), सॉफ्ट-एपी।

• वर्तमान खपत: 10uA~170mA.

• फ्लैश मेमोरी अटैच करने योग्य: 16MB अधिकतम (512K सामान्य)।

• एकीकृत टीसीपी/आईपी प्रोटोकॉल स्टैक।

• प्रोसेसर: टेंसिलिका L106 32-बिट।

• प्रोसेसर की गति: 80 ~ 160 मेगाहर्ट्ज।

• रैम: 32K + 80K।

• जीपीआईओ: 17 (अन्य कार्यों के साथ बहुसंकेतन)।

• एनालॉग टू डिजिटल: 1024 स्टेप रेजोल्यूशन के साथ 1 इनपुट।

• 802.11b मोड में +19.5dBm आउटपुट पावर

• 802.11 समर्थन: बी/जी/एन।

• अधिकतम समवर्ती टीसीपी कनेक्शन: 5

चरण 2: पिन आरेख

चरण 3: DHT11 - आर्द्रता और तापमान सेंसर

DHT11 एक बुनियादी, कम लागत वाला डिजिटल तापमान और आर्द्रता सेंसर है। यह आसपास की हवा को मापने के लिए एक कैपेसिटिव ह्यूमिडिटी सेंसर और एक थर्मिस्टर का उपयोग करता है, और डेटा पिन (कोई एनालॉग इनपुट पिन की आवश्यकता नहीं) पर एक डिजिटल सिग्नल को बाहर निकालता है। यह उपयोग करने के लिए काफी सरल है, लेकिन डेटा को हथियाने के लिए सावधानीपूर्वक समय की आवश्यकता होती है। इस सेंसर का एकमात्र वास्तविक नकारात्मक पक्ष यह है कि आप हर 2 सेकंड में केवल एक बार इससे नया डेटा प्राप्त कर सकते हैं

विशेषताएं

 पूर्ण रेंज तापमान मुआवजा

सापेक्ष आर्द्रता और तापमान माप

 कैलिब्रेटेड डिजिटल सिग्नल

उत्कृष्ट दीर्घकालिक स्थिरता

 अतिरिक्त घटकों की आवश्यकता नहीं है

लंबी संचरण दूरी

कम बिजली की खपत

संचार प्रक्रिया (सिंगल-वायर टू-वे)

इस मॉड्यूल में दिलचस्प बात वह प्रोटोकॉल है जो डेटा ट्रांसफर करने के लिए उपयोग करता है। सभी सेंसर रीडिंग को सिंगल वायर बस का उपयोग करके भेजा जाता है जो लागत को कम करता है और दूरी को बढ़ाता है। एक बस में डेटा भेजने के लिए आपको डेटा को स्थानांतरित करने के तरीके का वर्णन करना होगा, ताकि ट्रांसमीटर और रिसीवर समझ सकें कि एक दूसरे क्या कहते हैं। यह वही है जो एक प्रोटोकॉल करता है। यह डेटा प्रसारित करने के तरीके का वर्णन करता है। DHT-11 पर 1-वायर डेटा बस को VCC के रेसिस्टर के साथ ऊपर खींचा जाता है। इसलिए यदि कुछ नहीं होता है तो बस में वोल्टेज VCC के बराबर होता है। संचार प्रारूप को तीन चरणों में विभाजित किया जा सकता है

१) अनुरोध

2) प्रतिक्रिया

3) डेटा पढ़ना

चरण 4: नेवला ओएस का परिचय

Mongoose OS छोटे एम्बेडेड सिस्टम के लिए एक ओपन-सोर्स ऑपरेटिंग सिस्टम है। इसे माइक्रो कंट्रोलर जैसे उपकरणों पर चलाने के लिए डिज़ाइन किया गया है, जो अक्सर दसियों किलोबाइट के क्रम में मेमोरी के साथ विवश होते हैं, जबकि एक प्रोग्रामिंग इंटरफ़ेस को उजागर करते हैं जो सामान्य रूप से अधिक शक्तिशाली उपकरणों पर पाए जाने वाले आधुनिक एपीआई तक पहुंच प्रदान करता है। Mongoose OS चलाने वाले एक उपकरण के पास ऑपरेटिंग सिस्टम की कार्यक्षमता जैसे फ़ाइल सिस्टम और नेटवर्किंग, साथ ही उच्च-स्तरीय सॉफ़्टवेयर जैसे कि JavaScript इंजन और क्लाउड एक्सेस API तक पहुंच होती है।

नेवला ओएस फ्लैशिंग टूल

ESP8266 में Mongoose OS को फ्लैश करने के लिए फ्लैशिंग टूल का उपयोग किया जाता है। सबसे पहले, ESP8266 NodeMCU जैसे समर्थित बोर्डों में से एक प्राप्त करें, और इसे अपने कंप्यूटर से कनेक्ट करें, फिर इन चरणों का पालन करें:

Mongoose OS डाउनलोड वेब पेज पर नेविगेट करें और Mos टूल डाउनलोड करें। (लेकिन इस परियोजना में, हम Mongoose OS के पुराने संस्करण का उपयोग करने जा रहे हैं)

Mos (Mongoose OS) सेटअप फ़ाइल चलाएँ और सेटअप विज़ार्ड का पालन करें:

चरण 5: नेवला सेटअप विज़ार्ड

चरण 6: डिवाइस की स्थिति - ऑनलाइन

तीन चरणों को पूरा करने के बाद, आपको नीचे दिए गए संदेश मिलेगा और डिवाइस की स्थिति ऑनलाइन हो जाएगी। अब हमारा ESP8266 मॉड्यूल किसी भी दूरस्थ डिवाइस के साथ संचार करने में सक्षम है

चरण 7: एडब्ल्यूएस आईओटी पर प्रोविजन डिवाइस

इससे पहले कि हम AWS को ईवेंट भेज सकें, हमें AWS IOT से एक सुरक्षित कनेक्शन बनाने में सक्षम होना चाहिए। ऐसा करने के लिए हमें ईएसपी को एडब्ल्यूएस प्रमाणपत्रों के साथ प्रावधान करने की आवश्यकता है। Mongoose OS सेटअप विज़ार्ड में डिवाइस कॉन्फ़िग मेनू चुनें, फिर अपने AWS परिवेश के लिए उपयुक्त AWS क्षेत्र और AWS नीति चुनें। AWS IOT बटन के साथ प्रावधान पर क्लिक करें। डिवाइस को AWS सेवा से कनेक्ट करने के लिए सही जानकारी के साथ सेट-अप किया जाएगा। प्रमाणपत्र स्वचालित रूप से स्थापित हो जाएंगे।

ध्यान दें:

उपयोगकर्ता उपयुक्त एडब्ल्यूएस क्षेत्र और एडब्ल्यूएस नीति का चयन कर सकते हैं। हमारे परिदृश्य में, हमने एडब्ल्यूएस क्षेत्र को एपी-दक्षिण-पूर्व -1 और एडब्ल्यूएस नीति को एमओएस-डिफॉल्ट के रूप में चुना है।

AWS IOT पर प्रोविजन डिवाइस के पूरा होने के बाद, अब esp8266 वाई-फाई मॉड्यूल AWS -IOT के साथ संचार करने में सक्षम हो सकता है

चरण 8: नमूना कोड को NodeMCU बोर्ड में लोड करना

Mongoose सेटअप विज़ार्ड चलाने के बाद, यदि आप डिवाइस फ़ाइल मेनू पर क्लिक करते हैं, तो init.js नामक एक फ़ाइल होती है। उस फ़ाइल के अंदर नमूना कोड होता है। यदि आप सहेजें + रीबूट बटन पर क्लिक करते हैं, तो नमूना कोड लोड हो जाएगा और आउटपुट डिवाइस लॉग्स से देखा जा सकता है

चरण 9: AWS खाते के साथ शुरुआत करना

एडब्ल्यूएस क्या है?

Amazon Web Services (AWS) Amazon का एक क्लाउड सेवा प्रदाता है, जो बिल्डिंग ब्लॉक्स के रूप में सेवाएं प्रदान करता है, इन बिल्डिंग ब्लॉक्स का उपयोग क्लाउड में किसी भी प्रकार के एप्लिकेशन को बनाने और तैनात करने के लिए किया जा सकता है। इन सेवाओं या बिल्डिंग ब्लॉक्स को एक-दूसरे के साथ काम करने के लिए डिज़ाइन किया गया है, और इसके परिणामस्वरूप ऐसे अनुप्रयोग होते हैं जो परिष्कृत और अत्यधिक स्केलेबल होते हैं।

स्थापित कैसे करें?

AWS सेवाओं को स्थापित करने के दो तरीके हैं

 एडब्ल्यूएस सीएलआई कमांड लाइन उपयोगिता का उपयोग करना

 एडब्ल्यूएस जीयूआई का उपयोग करना

चरण 10: एडब्ल्यूएस सीएलआई कमांड लाइन उपयोगिता (वैकल्पिक)

सबसे पहले हमें AWS CLI इंस्टॉल करना होगा। AWS CLI एक कमांड लाइन टूल है जो AWS सेवाओं के साथ इंटरैक्ट करने के लिए कमांड प्रदान करता है। यह आपको टर्मिनल से AWS प्रबंधन कंसोल द्वारा प्रदान की गई कार्यक्षमता का उपयोग करने में सक्षम बनाता है। नेवला इस टूल का उपयोग AWS IOT पर IOT डिवाइस को प्रोविजन करने के लिए करता है। AWS से जुड़ने में सक्षम होने के लिए AWS CLI को आपके क्रेडेंशियल्स की आवश्यकता होती है। सेटअप चलाने के लिए कमांड लाइन से कॉन्फ़िगर करें और अपनी एक्सेस जानकारी (आपके क्रेडेंशियल) दर्ज करें। सरल शब्दों में, आप एक सरल और सहज वेब-आधारित यूजर इंटरफेस के माध्यम से अमेज़ॅन वेब सेवाओं तक पहुंच और प्रबंधन कर सकते हैं। यदि आपकी चिंता मोबाइल फ़ोन का उपयोग करने वाली कुछ सुविधाओं तक पहुँचने की है, तो AWS कंसोल मोबाइल ऐप आपको चलते-फिरते संसाधनों को शीघ्रता से देखने देता है।

चरण 11: अमेज़ॅन वेब सर्विसेज (जीयूआई)

एडब्ल्यूएस के साथ प्रावधान के बाद, हम एडब्ल्यूएस प्रबंधन कंसोल में लॉग इन कर सकते हैं, सेवा टैब के तहत हमारे पास विभिन्न श्रेणियां हैं। इससे पहले कि हम इस कंसोल की विशेषताओं की खोज शुरू करें, आपको AWS पर एक खाता बनाना होगा। जिन लोगों के पास खाता नहीं है, वे AWS वेबसाइट पर जा सकते हैं और एक निःशुल्क खाता बना सकते हैं। आपको अपना क्रेडिट/डेबिट कार्ड विवरण दर्ज करना होगा। जब तक आप निर्दिष्ट सीमा के अनुसार सेवाओं का उपयोग करते हैं, तब तक आपकी निःशुल्क सदस्यता के दौरान AWS आपसे शुल्क नहीं लेगा।

चरण 12: एडब्ल्यूएस आईओटी कोर

लॉग इन करने के बाद, आपको निम्न पृष्ठ पर निर्देशित किया जाएगा और इंटरनेट ऑफ थिंग्स के तहत IOT कोर का चयन करें

चरण 13: एडब्ल्यूएस आईओटी - मॉनिटर

एक बार जब आप IOT कोर का चयन कर लेते हैं तो उपरोक्त पृष्ठ दिखाई देगा और फिर परीक्षण मेनू का चयन करें

चरण 14: एडब्ल्यूएस आईओटी - सदस्यता

परीक्षण मेनू का चयन करने के बाद आपको सदस्यता के लिए निर्देशित किया जाएगा। सदस्यता विषय में उपयुक्त विषय निर्दिष्ट करें जिसका आप उपयोग कर रहे हैं और विषय की सदस्यता लें बटन पर क्लिक करें।

चरण 15: डिफ़ॉल्ट संदेश प्रकाशित करना

उसके बाद आपको उपरोक्त पृष्ठ पर निर्देशित किया जाएगा। यदि आप विषय पर प्रकाशित करें पर क्लिक करते हैं, तो हमारे पास नमूना संदेश होगा जो डिफ़ॉल्ट रूप से यहां प्रदर्शित होगा

नोट: यदि आप एक नया कोड लिखना चाहते हैं और NodeMCU बोर्ड में लोड करना चाहते हैं (जो कोड हम लिखते हैं वह डिवाइस फ़ाइल प्रबंधक> init.js फ़ाइल में लोड होना चाहिए, तो आपको कोड में विषय का नाम शामिल करना चाहिए। विषय का नाम शामिल करने के बाद, आउटपुट प्रकाशित करने के लिए आपको सदस्यता अनुभाग में समान विषय नाम का उपयोग करना होगा

चरण 16: बटन दबाने वाली सूचना का प्रकाशन

चरण 17: AWS IOT प्लेटफॉर्म पर तापमान और आर्द्रता मान प्रकाशित करें

चरण 18: टास्क

नीचे दिखाए अनुसार सर्किट को कनेक्ट करें

ESP8266 मॉड्यूल पर नेवला ओएस फ्लैश करें

एडब्ल्यूएस आईओटी पर प्रोविजन डिवाइस

प्रोग्रामिंग कोड को NodeMCU बोर्ड में लोड करें

डिवाइस लॉग में आउटपुट की जाँच करें (चित्र 9 देखें)

 एडब्ल्यूएस खाते में प्रवेश करें

IOT कोर उप मेनू का चयन करें

 MQTT क्लाइंट सेक्शन से टेस्ट विकल्प चुनें

सदस्यता में उपयुक्त विषय निर्दिष्ट करें

विषय पर प्रकाशित करें बटन पर क्लिक करें

 सुनिश्चित करें कि जब भी आप फ्लैश बटन दबाते हैं तो आपको संदेश के रूप में तापमान, आर्द्रता मान मिल रहे हैं