14 KiB

Raw Permalink Blame History

Kết nối thiết bị IoT của bạn với đám mây - Wio Terminal

Trong phần này của bài học, bạn sẽ kết nối Wio Terminal của mình với IoT Hub để gửi dữ liệu đo lường và nhận lệnh.

Kết nối thiết bị của bạn với IoT Hub

Bước tiếp theo là kết nối thiết bị của bạn với IoT Hub.

Nhiệm vụ - kết nối với IoT Hub

Mở dự án soil-moisture-sensor trong VS Code.
Mở tệp platformio.ini. Xóa thư viện phụ thuộc knolleary/PubSubClient. Thư viện này được sử dụng để kết nối với MQTT broker công cộng, nhưng không cần thiết để kết nối với IoT Hub.
Thêm các thư viện phụ thuộc sau:
```
seeed-studio/Seeed Arduino RTC @ 2.0.0
arduino-libraries/AzureIoTHub @ 1.6.0
azure/AzureIoTUtility @ 1.6.1
azure/AzureIoTProtocol_MQTT @ 1.6.0
azure/AzureIoTProtocol_HTTP @ 1.6.0
azure/AzureIoTSocket_WiFi @ 1.0.2
```
Thư viện Seeed Arduino RTC cung cấp mã để tương tác với đồng hồ thời gian thực trong Wio Terminal, được sử dụng để theo dõi thời gian. Các thư viện còn lại cho phép thiết bị IoT của bạn kết nối với IoT Hub.
Thêm đoạn mã sau vào cuối tệp platformio.ini:
```
build_flags =
    -DDONT_USE_UPLOADTOBLOB
```
Điều này thiết lập một cờ trình biên dịch cần thiết khi biên dịch mã Arduino IoT Hub.
Mở tệp tiêu đề config.h. Xóa tất cả các cài đặt MQTT và thêm hằng số sau cho chuỗi kết nối thiết bị:
```
// IoT Hub settings
const char *CONNECTION_STRING = "<connection string>";
```
Thay thế <connection string> bằng chuỗi kết nối cho thiết bị của bạn mà bạn đã sao chép trước đó.

Kết nối với IoT Hub sử dụng một token dựa trên thời gian. Điều này có nghĩa là thiết bị IoT cần biết thời gian hiện tại. Không giống như các hệ điều hành như Windows, macOS hoặc Linux, các vi điều khiển không tự động đồng bộ hóa thời gian hiện tại qua Internet. Điều này có nghĩa là bạn cần thêm mã để lấy thời gian hiện tại từ một NTP server. Sau khi thời gian được lấy, nó có thể được lưu trữ trong đồng hồ thời gian thực của Wio Terminal, cho phép yêu cầu thời gian chính xác vào một ngày sau đó, giả sử thiết bị không bị mất nguồn. Thêm một tệp mới có tên ntp.h với đoạn mã sau:

#pragma once

#include "DateTime.h"
#include <time.h>
#include "samd/NTPClientAz.h"
#include <sys/time.h>

static void initTime()
{
    WiFiUDP _udp;
    time_t epochTime = (time_t)-1;
    NTPClientAz ntpClient;

    ntpClient.begin();

    while (true)
    {
        epochTime = ntpClient.getEpochTime("0.pool.ntp.org");

        if (epochTime == (time_t)-1)
        {
            Serial.println("Fetching NTP epoch time failed! Waiting 2 seconds to retry.");
            delay(2000);
        }
        else
        {
            Serial.print("Fetched NTP epoch time is: ");

            char buff[32];
            sprintf(buff, "%.f", difftime(epochTime, (time_t)0));
            Serial.println(buff);
            break;
        }
    }

    ntpClient.end();

    struct timeval tv;
    tv.tv_sec = epochTime;
    tv.tv_usec = 0;

    settimeofday(&tv, NULL);
}

Chi tiết của đoạn mã này nằm ngoài phạm vi của bài học. Nó định nghĩa một hàm gọi là initTime để lấy thời gian hiện tại từ một NTP server và sử dụng nó để thiết lập đồng hồ trên Wio Terminal.

Mở tệp main.cpp và xóa tất cả mã MQTT, bao gồm tệp tiêu đề PubSubClient.h, khai báo biến PubSubClient, các phương thức reconnectMQTTClient và createMQTTClient, và bất kỳ lời gọi nào đến các biến và phương thức này. Tệp này chỉ nên chứa mã để kết nối với WiFi, lấy độ ẩm đất và tạo một tài liệu JSON với dữ liệu đó.
Thêm các chỉ thị #include sau vào đầu tệp main.cpp để bao gồm các tệp tiêu đề cho thư viện IoT Hub và để thiết lập thời gian:
```
#include <AzureIoTHub.h>
#include <AzureIoTProtocol_MQTT.h>
#include <iothubtransportmqtt.h>
#include "ntp.h"
```
Thêm lời gọi sau vào cuối hàm setup để thiết lập thời gian hiện tại:
```
initTime();
```
Thêm khai báo biến sau vào đầu tệp, ngay dưới các chỉ thị include:
```
IOTHUB_DEVICE_CLIENT_LL_HANDLE _device_ll_handle;
```
Điều này khai báo một IOTHUB_DEVICE_CLIENT_LL_HANDLE, một handle để kết nối với IoT Hub.

Bên dưới đó, thêm đoạn mã sau:

static void connectionStatusCallback(IOTHUB_CLIENT_CONNECTION_STATUS result, IOTHUB_CLIENT_CONNECTION_STATUS_REASON reason, void *user_context)
{
    if (result == IOTHUB_CLIENT_CONNECTION_AUTHENTICATED)
    {
        Serial.println("The device client is connected to iothub");
    }
    else
    {
        Serial.println("The device client has been disconnected");
    }
}

Điều này khai báo một hàm callback sẽ được gọi khi kết nối với IoT Hub thay đổi trạng thái, chẳng hạn như kết nối hoặc ngắt kết nối. Trạng thái sẽ được gửi đến cổng serial.

Bên dưới đó, thêm một hàm để kết nối với IoT Hub:
```
void connectIoTHub()
{
    IoTHub_Init();

    _device_ll_handle = IoTHubDeviceClient_LL_CreateFromConnectionString(CONNECTION_STRING, MQTT_Protocol);

    if (_device_ll_handle == NULL)
    {
        Serial.println("Failure creating Iothub device. Hint: Check your connection string.");
        return;
    }

    IoTHubDeviceClient_LL_SetConnectionStatusCallback(_device_ll_handle, connectionStatusCallback, NULL);
}
```
Đoạn mã này khởi tạo mã thư viện IoT Hub, sau đó tạo một kết nối sử dụng chuỗi kết nối trong tệp tiêu đề config.h. Kết nối này dựa trên MQTT. Nếu kết nối thất bại, thông tin này sẽ được gửi đến cổng serial - nếu bạn thấy điều này trong đầu ra, hãy kiểm tra chuỗi kết nối. Cuối cùng, callback trạng thái kết nối được thiết lập.
Gọi hàm này trong hàm setup bên dưới lời gọi đến initTime:
```
connectIoTHub();
```
Giống như với MQTT client, mã này chạy trên một luồng duy nhất nên cần thời gian để xử lý các tin nhắn được gửi bởi hub và gửi đến hub. Thêm đoạn mã sau vào đầu hàm loop để thực hiện điều này:
```
IoTHubDeviceClient_LL_DoWork(_device_ll_handle);
```
Biên dịch và tải lên mã này. Bạn sẽ thấy kết nối trong serial monitor:
```
Connecting to WiFi..
Connected!
Fetched NTP epoch time is: 1619983687
Sending telemetry {"soil_moisture":391}
The device client is connected to iothub
```
Trong đầu ra, bạn có thể thấy thời gian NTP được lấy, sau đó là client thiết bị kết nối. Có thể mất vài giây để kết nối, vì vậy bạn có thể thấy độ ẩm đất trong đầu ra trong khi thiết bị đang kết nối.

💁 Bạn có thể chuyển đổi thời gian UNIX từ NTP sang phiên bản dễ đọc hơn bằng cách sử dụng một trang web như unixtimestamp.com

Gửi dữ liệu đo lường

Bây giờ thiết bị của bạn đã được kết nối, bạn có thể gửi dữ liệu đo lường đến IoT Hub thay vì MQTT broker.

Nhiệm vụ - gửi dữ liệu đo lường

Thêm hàm sau vào phía trên hàm setup:

void sendTelemetry(const char *telemetry)
{
    IOTHUB_MESSAGE_HANDLE message_handle = IoTHubMessage_CreateFromString(telemetry);
    IoTHubDeviceClient_LL_SendEventAsync(_device_ll_handle, message_handle, NULL, NULL);
    IoTHubMessage_Destroy(message_handle);
}

Đoạn mã này tạo một tin nhắn IoT Hub từ một chuỗi được truyền làm tham số, gửi nó đến hub, sau đó dọn dẹp đối tượng tin nhắn.

Gọi đoạn mã này trong hàm loop, ngay sau dòng nơi dữ liệu đo lường được gửi đến cổng serial:
```
sendTelemetry(telemetry.c_str());
```

Xử lý lệnh

Thiết bị của bạn cần xử lý một lệnh từ mã server để điều khiển relay. Lệnh này được gửi dưới dạng yêu cầu phương thức trực tiếp.

Nhiệm vụ - xử lý yêu cầu phương thức trực tiếp

Thêm đoạn mã sau trước hàm connectIoTHub:
```
int directMethodCallback(const char *method_name, const unsigned char *payload, size_t size, unsigned char **response, size_t *response_size, void *userContextCallback)
{
    Serial.printf("Direct method received %s\r\n", method_name);

    if (strcmp(method_name, "relay_on") == 0)
    {
        digitalWrite(PIN_WIRE_SCL, HIGH);
    }
    else if (strcmp(method_name, "relay_off") == 0)
    {
        digitalWrite(PIN_WIRE_SCL, LOW);
    }
}
```
Đoạn mã này định nghĩa một hàm callback mà thư viện IoT Hub có thể gọi khi nhận được yêu cầu phương thức trực tiếp. Phương thức được yêu cầu được gửi trong tham số method_name. Hàm này in phương thức được gọi ra cổng serial, sau đó bật hoặc tắt relay tùy thuộc vào tên phương thức.

💁 Điều này cũng có thể được triển khai trong một yêu cầu phương thức trực tiếp duy nhất, truyền trạng thái mong muốn của relay trong payload có thể được truyền cùng với yêu cầu phương thức và có sẵn từ tham số payload.
Thêm đoạn mã sau vào cuối hàm directMethodCallback:
```
char resultBuff[16];
sprintf(resultBuff, "{\"Result\":\"\"}");
*response_size = strlen(resultBuff);
*response = (unsigned char *)malloc(*response_size);
memcpy(*response, resultBuff, *response_size);

return IOTHUB_CLIENT_OK;
```
Yêu cầu phương thức trực tiếp cần một phản hồi, và phản hồi này gồm hai phần - phản hồi dưới dạng văn bản và mã trả về. Đoạn mã này sẽ tạo một kết quả dưới dạng tài liệu JSON sau:
```
{
    "Result": ""
}
```
Tài liệu này sau đó được sao chép vào tham số response, và kích thước của phản hồi này được thiết lập trong tham số response_size. Đoạn mã này sau đó trả về IOTHUB_CLIENT_OK để cho thấy phương thức đã được xử lý thành công.

Kết nối callback bằng cách thêm đoạn mã sau vào cuối hàm connectIoTHub:

IoTHubClient_LL_SetDeviceMethodCallback(_device_ll_handle, directMethodCallback, NULL);

Hàm loop sẽ gọi hàm IoTHubDeviceClient_LL_DoWork để xử lý các sự kiện được gửi bởi IoT Hub. Hàm này chỉ được gọi mỗi 10 giây do delay, nghĩa là các phương thức trực tiếp chỉ được xử lý mỗi 10 giây. Để làm cho điều này hiệu quả hơn, thời gian chờ 10 giây có thể được triển khai dưới dạng nhiều thời gian chờ ngắn hơn, gọi IoTHubDeviceClient_LL_DoWork mỗi lần. Để thực hiện điều này, thêm đoạn mã sau vào phía trên hàm loop:
```
void work_delay(int delay_time)
{
    int current = 0;
    do
    {
        IoTHubDeviceClient_LL_DoWork(_device_ll_handle);
        delay(100);
        current += 100;
    } while (current < delay_time);
}
```
Đoạn mã này sẽ lặp lại liên tục, gọi IoTHubDeviceClient_LL_DoWork và chờ 100ms mỗi lần. Nó sẽ thực hiện điều này nhiều lần như cần thiết để chờ trong khoảng thời gian được cung cấp trong tham số delay_time. Điều này có nghĩa là thiết bị đang chờ tối đa 100ms để xử lý các yêu cầu phương thức trực tiếp.
Trong hàm loop, xóa lời gọi đến IoTHubDeviceClient_LL_DoWork, và thay thế lời gọi delay(10000) bằng đoạn mã sau để gọi hàm mới này:
```
work_delay(10000);
```

💁 Bạn có thể tìm thấy đoạn mã này trong thư mục code/wio-terminal.

😀 Chương trình cảm biến độ ẩm đất của bạn đã được kết nối với IoT Hub!

Tuyên bố miễn trừ trách nhiệm:
Tài liệu này đã được dịch bằng dịch vụ dịch thuật AI Co-op Translator. Mặc dù chúng tôi cố gắng đảm bảo độ chính xác, xin lưu ý rằng các bản dịch tự động có thể chứa lỗi hoặc không chính xác. Tài liệu gốc bằng ngôn ngữ bản địa nên được coi là nguồn thông tin chính thức. Đối với các thông tin quan trọng, khuyến nghị sử dụng dịch vụ dịch thuật chuyên nghiệp bởi con người. Chúng tôi không chịu trách nhiệm cho bất kỳ sự hiểu lầm hoặc diễn giải sai nào phát sinh từ việc sử dụng bản dịch này.

14 KiB Raw Permalink Blame History