oneM2M电位器/按钮/LCD与NodeMCU (ESP8266)

描述

1.高层架构

2.先决条件

运行此演示需要以下工具。

• 所选 oneM2M 平台的运行时环境（参见第 3 节）：
  - Java 运行时环境 (JRE >= 1.8)，如果你使用Eclipse OM2M
  - Python 3 环境，如果你使用ACME
  - NodeJS 环境，如果你使用KETI Mobius
• Arduino IDE 1.8.9（或更高版本）
• 您最喜欢的用于开发 IoT 应用程序的 IDE
• 物联网应用程序的Node.js 环境或Python 环境
• 邮递员（可选）

3.下载项目

从主存储库下载必要的资源：

https://github.com/oneM2M-教程

该存储库包括不同的项目：

• oneM2M-IoT-Device : NodeMCU Sketch(es)
• oneM2M-IoT-Application :用 Node.js 和 Python 编写的物联网应用程序
• oneM2M-IoT-Device-Simulator :用于模拟各种物联网传感器和执行器的 Node.js 程序

您还需要实现 oneM2M 平台。存在不同的平台，我们可以引用一些：

• Eclipse OM2M ：Java 中的开源实现（链接）
• ACME ：Python 中的开源实现（链接）
• KETI Mobius ：Node.js 中的开源实现（链接）

对于本教程，将使用ACME实现。平台的安装、配置和运行请参考官方文档。

https://github.com/ankraft/ACME-oneM2M-CSE

4.启动oneM2M兼容的物联网平台

4.1。配置 IoT 平台 (ACME)

默认配置可用于本地演示。物联网平台将监听 8080 端口。每次重启后数据库都会重置。

如果需要，您可以通过编辑文件来更改物联网平台的配置：“ acme.ini ”。

4.2. 启动 IoTPlatform (ACME)

物联网平台可以通过以下方式启动：

python3 acme.py

您应该在日志末尾看到“CSE 已启动”。

4.3. 登录 ACME 网页界面

在浏览器中打开以下 URL 访问 ACME IoT 平台网页界面：http: //127.0.0.1 :8080/

使用默认配置，输入发起人“ CAdmin” ，然后输入“ Connect ”

然后您将能够看到 oneM2M 资源树：

5. 连接您的物联网设备

NodeMCU 源代码位于“oneM2M-IoT-Device”文件夹中。

5.1。原理图

使用以下组件将电位器、4 位显示器、按钮、LCD 显示器连接到 NodeMCU 板：

• 面包板
• NodeMCU板
• 电位器
• 按钮
• 4 位 7 段显示器 (TM1637)
• 液晶显示器 (2x16)

5.2. 为 NodeMCU 开发设置 Arduino IDE

如果尚未安装，请从以下链接下载并安装 Arduino ID

注意：我们不建议在此演示中使用 Arduino Web 编辑器，因为不支持 NodeMCU 板。

插入时，如果未检测到 NodeMCU 端口，则需要使用以下链接手动下载并安装 USB 驱动程序：https ://github.com/nodemcu/nodemcu-devkit/tree/master/Drivers

5.3. 为 Arduino IDE 添加 NodeMCU 板支持

首先，打开 Arduino IDE，转到“文件”>“首选项”条目。

在“其他板管理器 URL”文本框中复制以下 URL ：

单击“确定”关闭“首选项”对话框。

完成上述步骤后，进入“工具”>“Board:...” ，然后选择“Board Manager”

输入文本框“esp8266” ，然后导航到“esp8266 by esp8266 community”并“安装”Arduino 软件。

转到“工具”>“板...” ，然后选择“NodeMCU 1.0”板。

完成上述所有过程后，您就可以使用 Arduino IDE 对 NodeMCU 板进行编程了。

5.5. 配置 NodeMCU 草图

在您的 Arduino IDE 中打开草图“ NodeMCU_PotentiometerSensor-DisplayActuator.ino ”。

设置你的WIFI参数

• char* WIFI_SSID = "FILL_THE_WIFI_SSID";
• char* WIFI_PSWD = "FILL_THE_WIFI_PSWD";

在您的网络中设置 ACME IoT 平台的 IP 地址：

• String CSE_IP = "X.X.X.X";

5.6. 编译 NodeMCU 草图

单击验证按钮以编译草图。

编译输出：

5.7. 将草图上传到NodeMU 板

单击上传按钮将草图上传到 NodeMCU 板。

上传输出：

5.8. 使用串行监视器调试代码执行

单击按钮打开 Arduino 串行监视器以显示 NodeMCU 控制台。

然后在打开串行监视器后从下拉列表中选择 115200。

5.9. 在 ACME Web 界面上查看 IoT 设备资源

您应该会看到“PotentiometerSensor”应用实体资源，其中包含在 oneM2M Web 界面上创建的“DESCRIPTOR”和“DATA”容器。

您还应该看到在 oneM2M Web 界面上创建的带有“DESCRIPTOR”、“DATA”和“COMMAND”容器的“DisplayActuator”应用程序实体资源。

6. 连接您的 IoT 应用程序

电位器监控和显示管理应用源码以NodeJS和Python提供。文件夹中提供了源代码：

• "oneM2M-IoT-Application/nodejs/onem2m-monitor.js"
• "oneM2M-IoT-Application/python/onem2m-monitor.py"

6.1。配置应用程序

您可以使用提供的两个应用程序之一：NodeJS或Python

6.1。选项 A = NodeJS IoT 应用程序

使用您喜欢的文本编辑器打开文件nodejs / config/default.json 。并编辑必要的配置参数。

设置 ACME 平台的 IP 地址（变量“ monitorIP ”）。如果您在同一台计算机上运行 ACME 平台和应用程序，则可以保留 localhost (127.0.0.1)。

6.1。选项 B = Python IoT 应用程序

使用您喜欢的文本编辑器打开文件python/default.json 。并编辑必要的配置参数。

设置oneM2M平台的IP地址（变量“monitorIP ” ）。如果您在同一台机器上运行 oneM2M 平台和应用程序，则可以保留 localhost (127.0.0.1)。

6.2. 启动应用程序

6.2. 选项 A = NodeJS IoT 应用程序

在终端上，使用npm工具安装以下 Node.js 模块（安装 Node.js 时默认安装）：

> npm install express
> npm install request
> npm install body-parser
> npm install request
> npm install yargs
> npm install config

使用以下命令启动 Node.js oneM2M IoT 应用程序：

> node onem2m-monitor.js -s Potentiometer -a Display

6.2. 选项 B = Python IoT 应用程序

在终端上，使用pip工具安装以下 Python 模块（可以在安装 Python 时安装）：

> pip install requests
> pip install flask

使用以下命令启动 Python oneM2M IoT 应用程序：

> python onem2m-monitor.py -s Potentiometer -a Display

6.3. 在 ACME Web 界面上查看 IoT 应用程序资源

您应该会看到Monitor在 oneM2M Web 界面上创建的“ ”应用程序实体 (AE) 资源。还要检查下订阅资源的创建PotentiometerSensor/DATA

7. 示范

当您改变电位器的位置时，它的值会直接复制到 4 位显示器上。

当您按下按钮时，电位器的值会通过 WiFi 发送到远程 CSE。然后将该值通知给监控应用程序。

根据接收到的值，监视器应用程序将通过 CSE 向 LCD 屏幕发送特定消息。

如果该值低于 512 （分别高于 512 ），则监视器应用程序将发送“Value is LOW” （分别为“Value is HIGH” ）以显示在 LCD 屏幕上。

8. 更进一步

如果您有第二个 NodeMCU，您可以将传感器和执行器拆分到两个 NodeMCU 设备上。

8.1 架构

8.2 原理图

8.3 NodeMCU 草图

您可以在文件夹中找到拆分为两个新草图的原始草图代码：

"oneM2M-IoT-Device/PotentiometerSensor_DisplayActuator"

NodeMCU 1（仅限传感器）

• "PotentiometerSensor/PotentiometerSensor.ino"

NodeMCU 2（仅限执行器）

• "DisplayActuator/DisplayActuator.ino"

8.4 物联网应用

感谢 oneM2M 标准，您可以使用相同的 IoT 应用程序而无需进行任何更改 :-)