之前我們用不同的語言如Python和Embedded c來控制樹莓派。在本教程中,我們使用Node.js來控制樹莓派的LED。Node.js是一個(gè)非常流行的基于javascript的環(huán)境,最初是為谷歌Chrome瀏覽器開發(fā)的,但現(xiàn)在它是開源的。這種語言可以運(yùn)行在各種平臺(tái)上,如Windows、Linux、Unix、Mac OS X等。
樹莓派是一種小型計(jì)算機(jī),主要是為教育目的而設(shè)計(jì)的。該公司于2016年2月推出了Raspberry pi-3型號(hào),內(nèi)置WIFI、藍(lán)牙和USB啟動(dòng)功能。由于其體積小,價(jià)格實(shí)惠,它很快被制造商和電子愛好者采用的項(xiàng)目。樹莓派比筆記本電腦或臺(tái)式機(jī)慢,但仍然是一臺(tái)完整的Linux計(jì)算機(jī)。樹莓派通常是安裝了樹莓OS的。
Eclipse是用于編程的集成開發(fā)環(huán)境(IDE)。Eclipse IDE包含一個(gè)工作區(qū)和插件系統(tǒng),以擴(kuò)展對其他編程語言的支持。Eclipse IDE在其基本工作區(qū)中只支持Java,但它也可以用于其他語言,如Ada, ABAP, C, c++, c#, Clojure, COBOL, D, Erlang, Fortran, Groovy, Haskell, JavaScript, Julia,[7] Lasso, Lua, NATURAL, Perl, PHP, Prolog, Python, R, Ruby(包括Ruby on Rails框架),Rust, Scala和Scheme使用插件。
物聯(lián)網(wǎng)是一個(gè)與可通過互聯(lián)網(wǎng)訪問的設(shè)備連接的系統(tǒng)。有許多云平臺(tái)和協(xié)議,MQTT是物聯(lián)網(wǎng)項(xiàng)目中使用最多的物聯(lián)網(wǎng)協(xié)議之一。在之前的教程中,我們已經(jīng)將MQTT與樹莓派和ESP8266連接起來。現(xiàn)在,我們正在MQTT服務(wù)器和ESP32之間建立連接。
濕度、溫度和壓力是決定特定地點(diǎn)天氣狀況的三個(gè)重要環(huán)境參數(shù)。所以在這個(gè)DIY物聯(lián)網(wǎng)項(xiàng)目會(huì)議上,我們正在使用DHT11和BMP180傳感器制作樹莓派氣象站。其中DHT11傳感器檢測溫度和濕度,BMP180傳感器計(jì)算壓力。在我們之前的項(xiàng)目中,我們使用了DHT11傳感器來檢測溫度和濕度,現(xiàn)在在這個(gè)項(xiàng)目中,我們正在添加另一個(gè)傳感器,使用樹莓派制作一個(gè)完整的氣象站。
物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)正在填補(bǔ)傳感器和數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)之間的空白。有許多物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)可供選擇,如IFTTT, ThingSpeak, Particle, Firebase和ThingsBoard,提供安裝物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用程序的選項(xiàng)。在這里,我們使用ThingsBoard來控制使用樹莓派的LED。
物聯(lián)網(wǎng)現(xiàn)在已經(jīng)成為快速發(fā)展的趨勢,通過提供對各種電子設(shè)備的遠(yuǎn)程訪問,使我們的生活更輕松。在本系列的動(dòng)手物聯(lián)網(wǎng)教程中,我們將介紹可用于創(chuàng)建物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用程序的最流行的硬件和軟件平臺(tái)。在我們之前的教程中,我們學(xué)會(huì)了使用Blynk應(yīng)用程序控制LED,現(xiàn)在我們將學(xué)習(xí)如何使用Cayenne應(yīng)用程序或控制臺(tái)控制LED。Cayenne是一個(gè)流行的物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái),可以輕松構(gòu)建自己的物聯(lián)網(wǎng)設(shè)置。作為拖放式物聯(lián)網(wǎng)項(xiàng)目構(gòu)建器,Cayenne允許開發(fā)人員在互聯(lián)網(wǎng)上快速創(chuàng)建和托管他們的連接設(shè)備,而無需在編程方面花費(fèi)大量時(shí)間。最初它只適用于樹莓派,但現(xiàn)在它支持Arduino和其他控制器。
樹莓派是一款功能強(qiáng)大的袖珍電腦,有許多連接選項(xiàng)來連接不同的外圍設(shè)備。它有USB接口,LAN接口,HDMI接口,3.5mm音頻插孔,攝像頭插槽和幾個(gè)GPIO引腳。要開始使用樹莓派,您應(yīng)該有一個(gè)可以使用HDMI電纜連接的顯示器,或者您可以使用SSH終端或VNC服務(wù)器訪問它。有了監(jiān)視器,很容易在樹莓派上連接和安裝操作系統(tǒng),但是如果你沒有監(jiān)視器,那么你必須將樹莓派連接到一些本地網(wǎng)絡(luò),并使用SSH或虛擬桌面訪問它的IP。這種類型的設(shè)置被稱為樹莓派的無頭啟動(dòng)。在本教程中,我們將學(xué)習(xí)如何設(shè)置樹莓派的無頭啟動(dòng)。它只需要一臺(tái)有網(wǎng)絡(luò)連接的電腦來啟動(dòng)樹莓派。
樹莓派是一款功能強(qiáng)大的袖珍電腦,有許多連接選項(xiàng)來連接不同的外圍設(shè)備。它有USB接口,LAN接口,HDMI接口,3.5mm音頻插孔,攝像頭插槽和幾個(gè)GPIO引腳。要開始使用樹莓派,您應(yīng)該有一個(gè)可以使用HDMI電纜連接的顯示器,或者您可以使用SSH終端或VNC服務(wù)器訪問它。
安全是當(dāng)今主要關(guān)注的問題,今天我們在市場上有各種類型的監(jiān)控和安全系統(tǒng)。但它們非常昂貴,有時(shí)還會(huì)產(chǎn)生我們無法解決的問題。以前我們建立了一個(gè)監(jiān)控?cái)z像頭,可以在物聯(lián)網(wǎng)云上直播視頻,今天我們將建立一個(gè)低成本的基于樹莓派的智能Wi-Fi門鈴。當(dāng)按下門鈴開關(guān)時(shí),系統(tǒng)會(huì)將來訪者的照片發(fā)送到郵件中。PiCamera是用樹莓派來拍照的,如果你沒有PiCamera,也可以用USB網(wǎng)絡(luò)攝像頭。該系統(tǒng)可以安裝在你家或辦公室的大門上,可以通過互聯(lián)網(wǎng)從世界任何地方進(jìn)行監(jiān)控。
如今,家庭安全非常重要,市場上有許多監(jiān)控系統(tǒng)可以從任何地方監(jiān)控您的家庭或辦公室。但是這些基于IP的安全系統(tǒng)非常昂貴,而且更便宜的系統(tǒng)只能在本地傳輸數(shù)據(jù)。
我們已經(jīng)熟悉了一些流行的物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái),如ThingSpeak, Adafruit IO, Blynk等,并已經(jīng)使用這些平臺(tái)構(gòu)建了許多物聯(lián)網(wǎng)項(xiàng)目。但除了這些平臺(tái)之外,還有一些工業(yè)級物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái),如亞馬遜網(wǎng)絡(luò)服務(wù)、微軟Azure和IBM沃森,它們經(jīng)常被大型行業(yè)用于存儲(chǔ)和分析從物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備收集的數(shù)據(jù)。這些平臺(tái)更安全,并提供許多有用的服務(wù),從獲取數(shù)據(jù)到使用機(jī)器學(xué)習(xí)算法進(jìn)行分析。
家庭自動(dòng)化現(xiàn)在成為物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的重要組成部分,人們使用智能手機(jī)通過互聯(lián)網(wǎng)從任何地方控制家用電器。有各種方法可以用智能手機(jī)控制交流電器,其中一些我們已經(jīng)在之前的物聯(lián)網(wǎng)家庭自動(dòng)化教程中介紹過,包括用NodeMCU控制的電報(bào)交流電器。這次我們將使用樹莓派代替NodeMCU,通過我們的智能手機(jī)來控制設(shè)備。在這個(gè)物聯(lián)網(wǎng)項(xiàng)目中,我們將使用樹莓派用Telegram應(yīng)用程序的短信控制一個(gè)交流燈。
現(xiàn)在私人助理很受歡迎。它們幫助用戶使用語音控制提供信息和控制設(shè)備。市場上有很多語音助手,比如亞馬遜Alexa、谷歌助手、Siri等。它們都非常先進(jìn),使用人工智能(AI)來檢測用戶的查詢并給予適當(dāng)?shù)姆答?。IBM沃森也是提供語音助手服務(wù)的工業(yè)級物聯(lián)網(wǎng)和人工智能平臺(tái)之一。我們以前使用IBM沃森物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)與樹莓派和ESP32發(fā)送溫度和濕度數(shù)據(jù)到云端。
閉路電視攝像機(jī)現(xiàn)在很常見,它們是監(jiān)控和監(jiān)視家庭或辦公室的好工具,以防發(fā)生任何意外。但是,可以從任何地方獲取視頻的IP攝像機(jī)仍然比較昂貴。因此,這里有一個(gè)使用樹莓派的更便宜的解決方案-如何設(shè)置一個(gè)更便宜的樹莓派安全攝像頭系統(tǒng)?這很容易做到,你不需要花太多錢……
健康監(jiān)測一直是物聯(lián)網(wǎng)(IoT)的一個(gè)有前途的應(yīng)用。通過使用正確的技術(shù),我們不再需要依靠常規(guī)的健康檢查或當(dāng)?shù)氐尼t(yī)生來評估我們的身體。傳感器可以用來測量你身體的所有生命體征,這些信息可以遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)共享,供世界其他地方的醫(yī)生診斷你,或者人工智能可以處理所有的數(shù)字并診斷你的問題。聽起來很有未來感,對吧?但我們正在逐漸向它邁進(jìn),我們離遠(yuǎn)程物聯(lián)網(wǎng)機(jī)械臂為我們做手術(shù)不遠(yuǎn)了。在此過程中,我們將構(gòu)建樹莓派心率監(jiān)測器來測量遠(yuǎn)程患者的心率,并將其顯示在Processing IDE上。之前我們還使用Arduino和ESP8266構(gòu)建了一個(gè)心率監(jiān)測器,并將值上傳到Thingspeak。
步進(jìn)電機(jī)是一種無刷直流電動(dòng)機(jī),其旋轉(zhuǎn)每轉(zhuǎn)一圈分為幾步。步進(jìn)電機(jī)需要不同數(shù)量的步驟來完成一個(gè)360°旋轉(zhuǎn)。由于這一特點(diǎn),步進(jìn)電機(jī)提供了精確的控制,并用于3D打印機(jī),CNC路由器和機(jī)器人。步進(jìn)電機(jī)需要電機(jī)驅(qū)動(dòng)器和單片機(jī)才能正常工作,這里我們將使用A4988步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器與樹莓派通過網(wǎng)頁旋轉(zhuǎn)NEMA17步進(jìn)電機(jī)。
伺服電機(jī)是機(jī)器人技術(shù)中常用的電機(jī)。與Arduino, Raspberry Pi和NodeMCU等微控制器進(jìn)行接口和控制伺服電機(jī)非常容易。早些時(shí)候,我們使用Arduino Uno和ESP8266從網(wǎng)頁控制伺服電機(jī)。在這個(gè)項(xiàng)目中,我們將伺服電機(jī)與樹莓派連接,并通過托管在樹莓派上的網(wǎng)頁控制它。
“Ok 谷歌做我的家庭作業(yè)”——如果這個(gè)命令有效,我們的童年將會(huì)很簡單,不是嗎?但是有些事情是要我們自己來做的,當(dāng)然,我們不會(huì)設(shè)計(jì)一些東西來幫你完成作業(yè)。然而,我們都承認(rèn)用語音指令做事很有趣!!這就是為什么我們已經(jīng)建立了語音控制的家庭自動(dòng)化項(xiàng)目,如使用Arduino的Alexa控制的家庭自動(dòng)化和使用ESP32的谷歌助理家庭自動(dòng)化。
樹莓派4是樹莓派3b +的改進(jìn)版本。樹莓派4配備了Cortex-A72四核處理器,運(yùn)行頻率為1.5GHz,內(nèi)存提升到LPDDR4。它的處理性能和速度是樹莓派3的三倍。有了樹莓派4,你可以同時(shí)運(yùn)行兩個(gè)4K顯示器。派4增加了一個(gè)USB Type-C接口,而不是MicroUSB接口。