arduino yun 物聯網 lesson 3
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Arduino Yun 物聯網應用Lesson 3
RestfulAPI 控制繼電器Web 介面發布 Facebook 動態
本日進度• Arduino Yún 接上繼電器，並透過 Yún REST
API 來使用網路瀏覽器遙控此繼電器。• 使用類比電流感測器來測接接在繼電器的設備電力消耗量，並計算電力即時消耗量。• 將此資料傳送至 Google Docs 試算表以方便從任何瀏覽器或是手機應用程式來遠端存取。• 製作簡易網路介面以方便使用電腦、智慧型手機或平板來遙控檯燈。
範例列表• EX_1 ： sensor_test
– 透過網路瀏覽器下指令來控制繼電器開關。– 顯示感測器值於 Serial Monitor
• EX_2 ： energy_log– 等待網路指令來開關繼電器。– 將資料定期發送到 Google Docs 試算表。
• EX_3 ： webinterface– 使用網路介面來遙控 ( 電腦或手機皆可 )
專題 1 [ 遠距耗能監控裝置 ]
所需硬體• Arduino Yun• 類比電流感測器 Arduino A0• 繼電器模組 Arduino D8• 公 / 母電線接頭
繼電器• 繼電器是一個電磁開關，當我們需要用小電壓（ Arduino 開發板的
5V ）的指令訊號來開關相當大的電壓（ 110V 或 230V ）時便會派上用場。• 訊號 Arduino
D8 ， GNDArduino GND
類比電流感測器• 是由印刷電路板、晶片本體與其它元件 ( 電阻和電容等 ) 組成。• 這個感測器會輸出與測得電流量成正比的類比訊號。• 訊號 Arduino
A0 ， GNDArduino GND
接線完成繼電器為 HIGH 時，電路接通電流感測器與電線串聯
REST API
• 請到 Arduino Yun 的設定頁面最下方，把 REST API ACCESS 改為 OPEN 。
• 不然會一直要您輸入密碼，而且沒反應…
• 由 sketch 中的 void process(YunClient client) 來處理 API call 。
如果發生這種狀況• 請把 Line35 的 server.listenOnLocalhost(); 註解掉
測試 D13 with LED
• < 網址 >/arduino/digital/ 腳位 /1 or 0
讀取數位腳位狀態
也可以類比寫入• < 網址 >/arduino/analog/ 腳位 /0~255
讀取類比腳位狀態• A0 腳位對應的編號為 14• http://playground.arduino.cc/Learning/Pins
設定數位腳位狀態• < 網址 >/arduino/mode/input 或 output
EX_1 網路控制繼電器與抓感測器值/ sensor_test透過網路瀏覽器下指令來控制繼電器開關。還可把感測器值顯示於 Serial Monitor
修改電壓 230 110 (V)
• float effective_voltage = 230;
getSensorValue() 函式移動平均 ( 取 100 筆 )
for (int i = 0; i < nb_measurements; i++) { sensorValue = analogRead(CURRENT_SENSOR); avgSensor = avgSensor + float(sensorValue);}
avgSensor = avgSensor/float(nb_measurements);
return avgSensor // 回傳計算結果
功率量測： Line59
• // Perform power measurement• float sensor_value = getSensorValue();• Serial.print("Sensor value: ");• Serial.println(sensor_value);
轉換為電流： Line64
• // Convert to current• amplitude_current =(float)(sensor_value-zero_sensor)/1024*5/185*1000000;• effective_value=amplitude_current/1.414; // 電流振幅 ÷ 根號 2 即為有效電流
轉換為有效功率： Line74
• abs(effective_value*effective_voltage/1000)
• 功率 = 電流 * 電壓 // P = IV
開始測試• 確認您的 Yun 與電腦都在同一個無線網路• 在瀏覽器輸入 xx.local/arduino/digital/8/1
• 透過 REST API 來呼叫 digitalWrite(8,HIGH) 指令。您應該馬上會聽見繼電器切換的聲音，並看見燈光亮起。• 請用 … /8/0 來關閉檯燈
檢視電流量測值• 把 Arduino Yun 用 USB接回電腦• 在 Serial Monitor 中檢查以下數值
EX_2 傳送資料到 Google Doc
/energy_log等待網路指令來開或關上繼電器；將資料依固定時間區間傳送到 Google Docs 試算表，方便追蹤能量消耗值。
建立 Google Docs 試算表• 試算表名稱任意，本範例為 Power (Line42)• 欄位： Time 、 Interval 、 Power 和 Energy
公式說明• Energy = Power x Time• 能量 = 功率 x 時間• 在此其實要用到積分，但我們改用梯形公式來近似即可。• Energy= (PowerMeasurement +
NextPowerMeasurement)*TimeInverval/2• D2 = (B2 + B3)*C2/2
申請 Temboo帳號https://www.temboo.com/
註冊流程• 在主頁面中，請輸入您的電子郵件地址來註冊並點選 Sign up 。• 建立您的第一個應用程式。請記錄以下資料：應用程式的名稱，還有系統指派給您的金鑰；本書之後都會用到它們。
ACCOUNT/新增一個 Application
• 建立您的第一個應用程式。請記錄以下資料：應用程式的名稱，還有系統指派給您的金鑰；本書之後都會用到它們。
ACTIVITY/ 流量監控畫面
Temboo Choreo 物件• 用來與指定 web service 互動，本範例為
Google Docs• 另外也可用於 Gmail 、 Twitter 等
在程式中加入 Google account
• Line40• const String GOOGLE_USERNAME =
"yourGoogleUsername";• const String GOOGLE_PASSWORD =
"yourGooglePass";• const String SPREADSHEET_TITLE = "Power";
在 TembooAccount.h 中修改• #define TEMBOO_ACCOUNT
"temboo_accout_name" //Temboo 帳號名稱• #define TEMBOO_APP_KEY_NAME "
temboo_app_name " //Temboo app 名稱• #define TEMBOO_APP_KEY "
temboo_api_key " //Temboo app 金鑰
檢查是否該量測電流了• if (power_measurement_cycles >
power_measurement_cycles_max)• float sensor_value = getSensorValue();
計算• // 轉換為電流• amplitude_current=(float)(sensor_value-
zero_sensor)/1024*5/185*1000000;• effective_value=amplitude_current/1.414;• // 計算功率• float effective_power = abs(effective_value *
effective_voltage/1000);
傳送資料，計數器歸零• runAppendRow(measurements_interval,effec
tive_power);
• power_measurement_cycles = 0;
組合資料並送出• // Format data – L149• String data = "";• data = data + timeString + "," +
String(measurements_interval) + "," + String(effectiveValue);
• // Set Choreo inputs• AppendRowChoreo.addInput("RowData", data);
• // Run the Choreo• unsigned int returnCode = AppendRowChoreo.run();
檢查 Google Docs 有沒有資料進來
EX_3 使用網路介面來遙控/webinterface
Arduino 程式沿用 EX_2
網路介面包含了那些東西• Interface.html• jquery-2.0.3.min.js• script.js• style.css• update_state.php
interface.html
• <script src="jquery-2.0.3.min.js"></script>• <script src="script.js"></script>• <link rel="stylesheet" type="text/css"
href="style.css"> // 匯入 JS 函式庫與 css 樣式檔• <input type="button" id="on"
class="commandButton" value="On" • onClick=“relayOn()”/> // 按下 ON 按鈕呼叫 relayOn() 函式
style.css 中定義版面配置與顏色等body {
font-family: Helvetica;}
#relay {text-align: center;
}.commandButton {
background-color: orange;border: 1px solid black; font-size: 40px;cursor: pointer;border-radius: 10px;width: 300px;height: 100px;
}
@media screen and (max-device-width: 400px) {
.commandButton {width: 100%;height: 200px;border: 2px solid black; font-size: 80px;margin-bottom: 50px;text-align: center;background-color:
orange;}
}
JavaScript 用來溝通 html 與 php
• function relayOn(){• $.get( "update_state.php", { command: "1"} );• }
update_state.php 中則是實際動作<?php // Create cURL call, make sure to change it with your Yun name $service_url = 'http://myarduinoyun.local/arduino/digital/8/' . $_GET["command"]; $curl = curl_init($service_url);
// Send cURL to Yun board curl_setopt($curl, CURLOPT_IPRESOLVE, CURL_IPRESOLVE_V4 ); $curl_response = curl_exec($curl); // 執行 curl_close($curl); ?>
自行架設 php server
• 安裝 Appserv 之後，把 webinterface 資料夾中所有檔案都放到 C:\AppServ\www 中• 在 cmd 中使用 ipconfig 指令查找本機
IP ，這樣才可以用手機等外部裝置連入。• 在瀏覽器中輸入 http://localhost/index.php 可看到預設畫面
AppServ 預設畫面
操作• 打開瀏覽器，輸入您的電腦 IP 或網路名稱，應該會看見專案中的各檔案顯示出來。• http://localhost/interface.html• http://YourIP/interface.html
手機端操作• 如果是智慧型手機，則介面會自動調整螢幕大小
Facebook 發布動態Temboo 連結 Facebook app
Temboo 網站左側的 Facebook
• Facebook / Publishing/SetStatus
目標：先取得 OAuth Tokens 再取得 AccessToken
0. 記得開 IoT Mode / Arduino Yun
• Arduino + 網路擴充板• Arduino Yun• 德儀 LaunchPad
1. 先在 Facebook Developer 建立一個 app
2. 設定 FB app 的 Callback URL
在 Settings 下設定完成
3. 填入 App ID 與 App Secret
4. 啟動認證 – 同意外部連結
5. 取得 AccessToken
6. 輸入 AccessToken 與 Message
畫面下方會自動產生 Arduino code
發布完成！
參考資料• RESTAPI
– http://android.serverbox.ch/?p=1039– https://
learn.adafruit.com/a-rest-api-for-arduino-and-the-cc3000-wifi-chip/overview
– http://yehnan.blogspot.tw/2014/04/arduino-yunbridgeyunserveryunclient.html
• PHP– http://blog.xuite.net/arcloveangel/lovestore/22930165-Appserv%E6%9E
%B6%E7%AB%99%E6%95%99%E5%AD%B8-%E5%AE%8C%E6%95%B4%E5%AE%89%E8%A3%9D%E8%A8%AD%E5%AE%9A%E6%8C%87%E5%8D%97
– http://mark528.pixnet.net/blog/post/7267604-%E5%9C%A8windows%E5%AE%89%E8%A3%9Dphp%E9%96%8B%E7%99%BC%E7%92%B0%E5%A2%83