2022-03-27

使用 Arduino IOT Cloud 經互聯網遙距控電子裝置

上次在 ESP8266 NodeMCU 建立 HTTP伺服器，便可以經網絡遙距控制電子裝置
但設定操作上需要較多科技知識才能設定
而借用 Arduino IOT Cloud 的平台只需要基本科技知識便能夠完成設定

Arduino IOT Cloud 服務

Arduino IOT Cloud 是其中一種物聯網 (Internet of Things (IOT)) 服務平台
提供基本免費服務 及 簡單的設計及操作介面

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前往 https://create.arduino.cc/iot/
登入 Arduino ，如果未有帳戶請先註冊，或使用 Google 或 Facebook 或 Apple 帳戶登入 Arduino IOT Cloud

建立物件

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在 Things 分頁，按 CREATE THING

變數
變數 是協助保存 IOT裝置 的狀態，例如裝置的開關狀態，計算結果等
當裝置重新啟動後，會自動載入最後的狀態資料

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有需要可以修改物件的名稱，方便管理不同的 IOT物件

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有需要可以修改對應的時區

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按 ADD VARIABLE 製作 數值參巧
  • NAME 變數的顯示名稱，管理用途
  • Select variable type 選擇 變數類型，一般使用 Basic types 分類的
    • Boolean 是非值，預設 false
    • Character String 文字資料，預設 空白文字
    • Floating Point Number 浮點數值
    • Integer Number 整數值
    當使用 Floating Point Number 或 Integer Number 可以在 Threshold 設定預設數值
  • Declaration 宣告變數的名稱，編程用途，可與 NAME 不同名稱
  • Variable Permission 變數的存取權限
    • Read & Write 讀取及寫入 (預設)
    • Read Only 只讀取
  • Variable Update Policy 變數更新的方法
    • On change 變化時 (預設)
    • Periodically 週期性，可以在 Every 設定更新週期的密度
設定完成後，按 ADD VARIABLE

裝置
載入對應裝置的 驅動程式 及 函式庫 才能將 Sketch 編譯及上載

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按 DEVICE 載入裝置類型
Arduino IOT Cloud 能讓使用載入官方的 Arduino裝置 及 第三方裝置

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選擇合適的裝置類型後，按 CONTINUE
例如在下使用 ESP8266 NodeMCU

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Device Name 裝置名稱，輸入後，按 NEXT
建議以裝置的用途命名，同樣方便管理用途

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建立裝置後，會顯示此裝置的
  • Device ID 裝置編號 ，讓 Arduino IOT Cloud 與 真實的裝置配對的唯一編號
  • Secret Key 密碼，安全設計，避免裝置被未經授權人士控制，只在建立裝置後顯示，無法再次獲取
確認資料後，按 CONTINUE

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裝置設定完成後，按 DONE

Wi-Fi
IOT物件，都必須透過 Wi-Fi 才能連接，因此 Arduino IOT Cloud 都必須設定裝置的 Wi-Fi 資料才能生效

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與電腦電話設定 Wi-Fi 相同
  • Wi-Fi Name Wi-Fi名稱 即是 SSID
  • Password 即是 閣下的 Wi-Fi 的密碼
  • Secret Key 剛才建立裝置的密碼
設定完成後，按 SAVE

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完成設定 IOT物件

建立儀表板

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在 Dashboards 分頁，按 BUILD DASHBOARD

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與 IOT物件 相同，可以修改 儀表板 的名稱方便管理

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按 ADD 後，可以選擇需要使用的元件到儀表板上
在下使用 開關按鈕 (Switch) 示範
  • 眼睛圖案 是 觀察模式
  • 紙筆圖案 是 編輯模式

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按 Link Variable 後，選擇需要調用的 變數 後，按 LINK VARIABLE

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同樣，可以將元件重新命名，方便管理
設定完成後，按 DONE

建立Sketch

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回到 Things 分頁，選擇需要製作 Sketch 的 IOT物件後，按 Sketch

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將預設的 Sketch 修改為
#include "thingProperties.h"
void setup() {
	Serial.begin(9600);
	// user code start
	pinMode(2, OUTPUT);
	pinMode(16, OUTPUT);
	// user code end
	delay(1500);
	initProperties();
	ArduinoCloud.begin(ArduinoIoTPreferredConnection);
	setDebugMessageLevel(2);
	ArduinoCloud.printDebugInfo();
}
void loop() {
	ArduinoCloud.update();
}
void onLED0StatusChange() {
	digitalWrite(2, !LED0_Status); // user code
}
void onLED1StatusChange() {
	digitalWrite(16, !LED1_Status); // user code
}

在下製作透過 Arduino IOT Cloud 控制 ESP8266 NodeMCU 上的 LED開關的 Sketch
標示著 // user code 的行數為在下附加的內容
當中的 LED_Status 是在 變數 宣告的名稱
而 onLED*StatusChange 是在 變數 設定為 On change 發生時，便會觸發行動

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編寫程式後，可以按 Verify (V按鈕) 編譯，確認程式碼是否正確

Arduino Create Agent

由於安全的限制，網頁是不能夠將資料直接寫入至使用者的系統
需要在使用者的系統中安裝一些接駁介面，才能支援特登操作

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到 https://create.arduino.cc/getting-started/plugin/download ，按 DOWNLOAD ，下載 Arduino Create Agent

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Arduino Create Agent 的下載頁面會嘗試檢查使用者的系統是否已經安裝 Arduino Create Agent

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如果未安裝 Arduino Create Agent 會顯示 OPS SOMETHING WENT WRONG

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將 ArduinoCreateAgent*.zip 解壓縮
解壓縮後，執行 ArduinoCreateAgent*.run
不同作業系統 及 不同網頁瀏覽器 都需要安裝對應的 Arduino Create Agent

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執行 ArduinoCreateAgent*.run 後， Arduino Create Agent 都提供直接的互動安裝操作，不需要使用指令操作
按 Forward

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使用條款，按 I accept the agreement 後，按 Forward

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Installution Directory 使用 ArduinoCreateAgent 便可以安裝當前目錄
設定後，按 Forward

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確認安裝設定後，按 Forward

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等待安裝完成

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安裝完成後，按 Finish

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安裝後，會建立目錄及一些檔案
當中的 Arduino_Create_Agent 為接駁介面

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執 Arduino_Create_Agent 後，系統任務欄 (System Tray) 會顯示 Arduino Create Agent 在背景運作

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再次回到 Arduino Create Agent 的頁面，按 TRY AGAIN 重新測試
如果 Arduino Create Agent 運作正常，顯示 AGENT CORRECTLY INSTALLED! 後，按 NEXT

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顯示 CONGRATULATIONS! YOU'RE ALL SET. 表示設定完成， Arduino Create Agent 能正確使用

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原本顯示 No associated device found 訊息，會變成顯示 閣下已連接的 裝置 及 連接埠的名稱或位置
To upload a Sketch via a USB port, make sure the Create Agent is installed and running on this computer. 訊息亦會消失

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按 Upload (右箭咀按鈕) 編譯及將 Sketch 上載至裝置

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到 Devices 分頁，會顯示已連接的裝置的狀態
  • Offline 離線狀態，未運作
  • Online 連線狀態，已運作

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到 Dashboards 選擇需要使用的儀表板，進入觀察模式，元件功能便可以執行

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使用 Arduino IOT Cloud 網頁 控制裝置
除了網頁版，Arduino IOT Cloud 亦有提供 Arduino IOT Cloud Remote 應用程式 可以讓 Android 或 iOS 控制裝置
還有 Arduino IOT Cloud 具備雲端同步功能，當資料有變化，其他裝置會自動同步

Arduino Web Editor

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Arduino 提供網上編輯器，與在電腦運作的 Arduino IDE 基本功能大致相同
但如果閣下不想安裝 Arduino Create Agent ，都可以在 Arduino IDE 安裝相關既函式庫亦可以上載 Arduino IOT Cloud 的 Sketch

在 Open full editor 便會開啟 Arduino Web Editor 並顯示專案的實際內容
  • *.ino Arduino 的 Sketch 檔案
  • ReadMe.adoc 說明檔案
  • thingProperties.h 關於 IOT物件 的屬性資料
  • Secret Arduino 保護敏感資料的專有語法
如果不想額外安裝 Arduino Create Agent ，亦可以將 Arduino Web Editor 下載
或將 *.ino 白的內容複製，並將 thingProperties.h 的內容，取代 *.ino 的 #include "thingProperties.h" 即可

Arduino IOT Cloud 函式庫

不使用 Arduino Web Editor 編譯及上載 Sketch 需要安裝
  • Arduino_ConnectionHandler
  • ArduinoIOTCloud
  • Arduino_DebugUtils
  • ArduinoMqttClient

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安裝 Arduino_ConnectionHandler 及 ArduinoIOTCloud 會提示安裝相依函式庫
如果不介意安裝額外函式庫，可以按 Install all 由 Arduino IDE 自動處理
但如果只是使用指定函式庫，便按 Install '*' only 表示只安裝指定函式庫

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安裝需要的函式庫後，便可以編譯及上載

補充資料

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Arduino IOT Cloud 瀏覽網頁版時，畫面原生闊度必須超過 960像素 才能使用，即使橫向顯示亦不能

總結

經 IOT服務平台 控制 與 自建網頁控制 的效果大致上相同
使用 IOT服務平台 通常都有統一的管理設計及預設工具元件，不需要太多技術知識便可以製作，而且還可以保存取最後狀態
但使用 IOT服務平台 便受功能限制，例如 Arduino IOT Cloud 需要付費才能使用 API 功能
使用 自建網頁控制 則比較自由，所有設計及功能都由使用者自行處理，亦意味著使用者需要具備相關知識
不過很多 IOT函式庫 、網頁設計、功能、程式 都有很多範例，即使 自建網頁控制，現在都不會非常困難
即使不使用範例，使用 Javascript 的 XMLHttpRequest 物件向目標發送 HTTP Request 亦很簡單

參考資料

Posted by HKGoldenMr.A at 16:41
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