Отправка данных датчиков на Android с помощью Google Firebase и ESP8266 -

В этом уроке мы узнаем, как отправлять данные датчиков в приложение Android с помощью Google Firebase и NodeMCU ESP8266. Мы будем использовать датчик влажности и температуры DHT11 для считывания данных о температуре и влажности окружающей среды. Мы отправим эти данные c датчика DHT11 в базу данных Google Firebase. Затем мы извлечем данные из Google Firebase в приложение Android. Приложение Android, используемое здесь, разработано с помощью MIT App Inventor. Проектировать приложения с помощью MIT App Inventor довольно просто. Этому мы тоже научимся здесь.

Ранее на нашем сайте мы уже рассматривали взаимодействие NodeMCU ESP8266 с сервисом Google Firebase в следующих проектах:

Но эта статья переведена с другого сайта и с немного другим подходом к взаимодействию с Google Firebase, поэтому если у вас что то не получилось при взаимодействии с Google Firebase, описанном в двух представленных статьях, то можете попробовать подход, описанный в данной статье.

Необходимые компоненты

Модуль NodeMCU ESP8266 (купить на AliExpress).
Датчик температуры и влажности DHT11 (купить на AliExpress).
Макетная плата.
Соединительные провода.

Реклама: ООО «АЛИБАБА.КОМ (РУ)» ИНН: 7703380158

Что такое Google Firebase?

Google Firebase — это поддерживаемое Google программное обеспечение для разработки приложений, используемое для создания, управления и изменения данных, сгенерированных любым приложением Android/IOS, веб-сервисами, датчиками IoT (Интернета вещей) и оборудованием. Чтобы узнать больше о консоли Google Firebase, вы можете прочитать официальную документацию Google Firebase.

Firebase Auth — это сервис, который может аутентифицировать пользователей, используя только клиентский код. Он поддерживает поставщиков социальных входов Facebook, GitHub, Twitter и Google (и Google Play Games). Более того, он включает в себя систему управления пользователями, с помощью которой разработчики могут включить аутентификацию пользователей с помощью входа по электронной почте и паролю, хранящимся в Firebase.

Схема проекта

Схема проекта для отправки данных датчиков на Android с помощью Google Firebase и NodeMCU ESP8266 представлена на следующем рисунке. Фактически, это просто схема подключения датчика влажности и температуры DHT11 к плате NodeMCU ESP8266.

Подключите положительный вывод DHT11 к 3,3 В, а отрицательный вывод к GND платы. Подключите цифровой выход датчика к D2/GPIO4 NodeMCU.

Вы можете собрать схему на макетной плате как показано на следующем рисунке.

Установка библиотек

FirebaseArduino — это библиотека для упрощения подключения к базе данных Firebase из клиентов Arduino. Это полная абстракция REST API Firebase, представленная через вызовы C++ в удобном для подключения виде. Весь парсинг JSON обрабатывается библиотекой, и вы можете работать с чистыми типами C/Arduino.

Библиотека не может работать автономно. Поэтому вам нужно добавить также библиотеку ArduinoJSON.

1. Библиотека ArduinoJSON

Поэтому сначала перейдите в менеджер библиотек, найдите «JSON» и установите библиотеку, как показано на рисунке ниже.

Примечание: Последняя библиотека JSON может не работать с кодом. Поэтому вам может потребоваться понизить версию библиотеки до v5.13.5

2. Расширенная библиотека Google Firebase

Теперь вам нужно установить библиотеку Google Firebase. Cкачайте библиотеку по следующей ссылке и добавьте ее в папку Library после извлечения.

3. Библиотека DHT11

Для считывания температуры и влажности нам понадобится любой датчик температуры и влажности. Для этого DHT11 — лучший и дешевый датчик. Для этого нам нужно установить библиотеку DHT11. Загрузите библиотеку по следующей ссылке и добавьте ее в Arduino IDE.

Настройка базы данных консоли Google Firebase

Теперь самое главное, что нам нужно сделать, это настроить базу данных консоли Google Firebase. После завершения настройки мы можем отправлять данные датчиков в реальном времени в Google Firebase с помощью Nodemcu ESP8266.

Но я не буду здесь объяснять, как настроить базу данных консоли Google Firebase, поскольку я уже объяснил весь этот процесс в предыдущем уроке.

После завершения настройки вы увидите следующее окно.

Теперь нам нужно изменить Правила (Rules). Для этого нажмите на правила (rules) и установите все параметры на «true», которые изначально установлены как «false».

Разработка приложения для Android с помощью MIT App Inventor 2

Теперь нам нужно разработать приложение Android, где мы можем отслеживать данные датчиков в режиме реального времени. Сначала мы разработаем приложение Android, а затем отправим данные датчиков на телефон Android с помощью Google Firebase и ESP8266.

Для разработки приложения Android вы можете просто зайти на сайт http://ai2.appinventor.mit.edu/. Затем создайте учетную запись и начните новый проект. Экран просмотра дизайна показан ниже на рисунке.

В разделе базы данных вам необходимо ввести «Firebase URL», оставив поля «FirebaseToken» и «Projectbucket» пустыми.

А если посмотреть на дизайнерскую часть блока, то она выглядит примерно так.

Все, что вам нужно сделать, это загрузить файл FirebaseIOT.aia и импортировать его в проект MIT App Inventor. А затем просто скопировать URL вашей базы данных google firebase.

Исходный код программы

Перед загрузкой кода обязательно внесите изменения в FIREBASE_HOST. Вы можете получить этот параметр из консоли Google Firebase. Также измените WIFI_SSID и WIFI_PASSWORD из указанного кода на SSID и пароль вашей сети Wi-Fi.

#define FIREBASE_HOST "mydhtsensor-26aa7.firebaseio.com"                 
#define WIFI_SSID "Alexahome"                                  
#define WIFI_PASSWORD "12345678"

#define FIREBASE_HOST "mydhtsensor-26aa7.firebaseio.com"

#define WIFI_SSID "Alexahome"

#define WIFI_PASSWORD "12345678"

Полный код программы выглядит следующим образом.

#include  <ESP8266WiFi.h>
#include <FirebaseArduino.h>
#include "DHT.h"
 
#define FIREBASE_HOST "sensorandroid-42dd6.firebaseio.com" 
#define WIFI_SSID "Alexahome" // Change the name of your WIFI
#define WIFI_PASSWORD "xstevedore1" // Change the password of your WIFI
 
#define DHTPIN D2   
 
#define DHTTYPE DHT11   // DHT 11
DHT dht(DHTPIN, DHTTYPE);
 
void setup() 
{
  Serial.begin(115200);
  dht.begin();                                                  //reads dht sensor data 
               
  WiFi.begin(WIFI_SSID, WIFI_PASSWORD);                                  
  Serial.print("Connecting to ");
  Serial.print(WIFI_SSID);
  while (WiFi.status() != WL_CONNECTED) {
    Serial.print(".");
    delay(500);
  }
 
  Serial.println();
  Serial.print("Connected");
  Serial.print("IP Address: ");
  Serial.println(WiFi.localIP()); 
  Firebase.begin(FIREBASE_HOST);
  
}
 
void loop() 
{
 
  float h = dht.readHumidity();
  float t = dht.readTemperature();  // Reading temperature as Celsius (the default)
 
  Serial.print("Humidity: ");  
  Serial.print(h);
  
  Serial.print("%  Temperature: ");  
  Serial.print(t);  
  Serial.println("°C ");
   
  Firebase.setFloat ("Temp",t);
  Firebase.setFloat ("Humidity",h);
  delay(3000);
}

#include <ESP8266WiFi.h>

#include <FirebaseArduino.h>

#include "DHT.h"

#define FIREBASE_HOST "sensorandroid-42dd6.firebaseio.com"

#define WIFI_SSID "Alexahome" // Change the name of your WIFI

#define WIFI_PASSWORD "xstevedore1" // Change the password of your WIFI

#define DHTPIN D2

#define DHTTYPE DHT11 // DHT 11

DHT dht(DHTPIN, DHTTYPE);

void setup()

{

Serial.begin(115200);

dht.begin(); //reads dht sensor data

WiFi.begin(WIFI_SSID, WIFI_PASSWORD);

Serial.print("Connecting to ");

Serial.print(WIFI_SSID);

while (WiFi.status() != WL_CONNECTED) {

Serial.print(".");

delay(500);

}

Serial.println();

Serial.print("Connected");

Serial.print("IP Address: ");

Serial.println(WiFi.localIP());

Firebase.begin(FIREBASE_HOST);

}

void loop()

{

float h = dht.readHumidity();

float t = dht.readTemperature(); // Reading temperature as Celsius (the default)

Serial.print("Humidity: ");

Serial.print(h);

Serial.print("% Temperature: ");

Serial.print(t);

Serial.println("°C ");

Firebase.setFloat ("Temp",t);

Firebase.setFloat ("Humidity",h);

delay(3000);

}

Объяснение работы кода

Во-первых, мы подключаем библиотеки для Firebase и датчика DHT11.

#include <ESP8266WiFi.h>                 
#include <FirebaseArduino.h>      
#include "DHT.h"

#include <ESP8266WiFi.h>

#include <FirebaseArduino.h>

#include "DHT.h"

Затем мы задаем FIREBASE_HOST. Мы получаем его из Google Firebase Setup. Он необходим для обмена данными между ESP8266 и firebase.

#define FIREBASE_HOST "*********************.firebaseio.com"

1	#define FIREBASE_HOST "*********************.firebaseio.com"

Затем мы определяем WiFi SSID и пароль. Замените SSID и пароль на SSID и пароль вашей сети. Nodemcu подключится к сети и свяжется с Google Firewall.

#define WIFI_SSID "Alexahome"                                          
#define WIFI_PASSWORD "12345678"

1 2	#define WIFI_SSID "Alexahome" #define WIFI_PASSWORD "12345678"

Затем мы задаем тип датчика DHT и создаем экземпляр датчика DHT.

#define DHTPIN D2                                           
#define DHTTYPE DHT11                               
DHT dht(DHTPIN, DHTTYPE);

#define DHTPIN D2

#define DHTTYPE DHT11

DHT dht(DHTPIN, DHTTYPE);

Следующие строки предназначены для подключения платы NodeMCU ESP8266 к сети Wifi. После подключения последовательный монитор отобразит статус подключения и выведет IP-адрес платы.

WiFi.begin(WIFI_SSID, WIFI_PASSWORD);                                  
  Serial.print("Connecting to ");
  Serial.print(WIFI_SSID);
  while (WiFi.status() != WL_CONNECTED) {
    Serial.print(".");
    delay(500);
  }
 
  Serial.println();
  Serial.print("Connected");
  Serial.print("IP Address: ");
  Serial.println(WiFi.localIP());

WiFi.begin(WIFI_SSID, WIFI_PASSWORD);

Serial.print("Connecting to ");

Serial.print(WIFI_SSID);

while (WiFi.status() != WL_CONNECTED) {

Serial.print(".");

delay(500);

}

Serial.println();

Serial.print("Connected");

Serial.print("IP Address: ");

Serial.println(WiFi.localIP());

Следующая строка кода позволяет Nodemcu подключиться к серверу Firebase. Если адрес хоста правильный, то подключение будет успешным.

Firebase.begin(FIREBASE_HOST);

1	Firebase.begin(FIREBASE_HOST);

Далее мы получаем значение влажности и температуры с датчика DHT11.

float h = dht.readHumidity();          
float t = dht.readTemperature();

1 2	float h = dht.readHumidity(); float t = dht.readTemperature();

Затем мы отправляем данные в Google Firebase, используя путь, указанный в коде.

Firebase.setFloat ("Temp",t);
Firebase.setFloat ("Humidity",h);

1 2	Firebase.setFloat ("Temp",t); Firebase.setFloat ("Humidity",h);

Тестирование работы проекта

После загрузки кода вы можете открыть Serial Monitor (окно монитора последовательной связи), в котором отобразятся зарегистрированные данные температуры и влажности.

Аналогичным образом вы можете проверить базу данных Google Firebase, она покажет данные в реальном времени о температуре и влажности, полученные с NodeMCU ESP8266.

Теперь откройте приложение Android на своем смартфоне, чтобы увидеть зарегистрированные данные на экране приложения.

Видео, демонстрирующее работу проекта

Ссылка на видео на YouTube