Mosquitto와 라즈베리파이 피코를 이용해서 실외 온도 측정하기
라즈베리파이 피코 + DHT22(AM2320) 온습도 센서모듈
- 야외의 온도를 측정하기 위해서는 저전력 IoT 기술이 필요합니다.
- 다행스럽게돋 라즈베리파이 피코는 저전력이면서 상대적으로 훌륭한 연산능력을 보여주죠, 게닫가 Wifi 통신도 가능합니다.
- 여기에 온습도 센서모듈을 연결하여 Wifi로 통신을 하면 실외온도 측정이 가능해집니다.
- 교육용 아두이노 키트에 함께 들어있는 DHT11 센서는 영하의 온도는 측정이 불가능합니다. 그래서 저는 DHT22 센서가 들어간 모듈을 이용했습니다.
마이크로 파이선 그리고 AM2320 라이브러리 설치
- 라즈베리파이 피코는 마이크로 파이선을 이용해서 코드를 작성할 수 있는데요, 온도센서 모듈을 이용하기 위해서는 AM2320 라이브러리를 추가적으로 설치해야 합니다.
- 그런데 동작하는 라이브러리를 찾기가 어려웠어요. 이게 맞다 저게 맞다 하는 외국 사이트의 포스팅들을 뒤져보다가 제가 찾아낸 것은 바로 아래 링크의 소스코드 입니다.
- AM2320 라이브러리
- 설치법은 위 링크를 참고해주세요.
Mosquitto 그리고 MQTT
- HTTP 서버를 만들고 피코에서 request를 보내서 온도를 확인하는 방법도 있습니다만
- MQTT 통신을 이용하면 전력효율이 더 높다고 하기 때문에, 서버 PC에 mosquitto를 설치했습니다.
TypeScript MQTT 구독 서버
- 온도값을 구독하기 위한 간단한 서버를 TypeScript를 이용해서 작성합니다.
import * as mqtt from 'mqtt';
const client = mqtt.connect('mqtt://IP:PORT', {keepalive: 3600});
client.on('connect', () => {
console.log('connected');
client.subscribe('구독토픽');
});
client.on('message', (topic: String, message: Buffer) => {
console.log(topic + ' ' + message.toString());
});
client.on('error', (err: Error)=> {
console.error(err);
client.end();
});
client.on('close', () => {
console.log('disconnected');
});
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마이크로 파이선 발행 코드
- 이제 피코에 들어갈 발해용 서버를 작성하겠습니다. 구현에 앞서서 mqtt 라이브러리인 설치합니다.
import mip
mip.install('umqtt.simple')
- 코드는 아래와 같습니다.
import utime
import rp2
from machine import I2C, Pin
import network
import time
import urequests as requests
import am2320
import ujson
import umqtt.simple
mqtt_broker_ip = "IP at mosquitto"
client_id = "d2"
ssid = '공유기 ID'
password = '공유기 비번'
def send_message_mqtt(client, h,t):
print("Publish Mqtt Message")
msg = ujson.dumps({'device_id': client_id, 'temperature': t, 'humidity': h})
try:
client.publish("구독토픽", msg)
except OSError as e:
print(e)
def wlan_connect():
wlan = network.WLAN(network.STA_IF)
wlan.active(True)
wlan.connect(ssid, password)
# Setup onboard LED
onboard_led = Pin('LED', Pin.OUT) # Adjust the pin number if necessary
# Initial connection attempt
max_attempts = 10
attempts = 0
connected = False # Flag to track connection status
while not wlan.isconnected() and attempts < max_attempts:
onboard_led.toggle() # Blink LED while trying to connect
time.sleep(1)
attempts += 1
if wlan.isconnected():
print(f"Connected to {ssid} successfully!")
print("Network Config:", wlan.ifconfig())
onboard_led.value(1) # Keep LED on when connected
connected = True
else:
print("Failed to connect to WiFi.")
onboard_led.value(0) # Turn off LED if initial connection fails
return [wlan, connected]
def mqtt_connect():
print("Try Mqtt Connect")
client = umqtt.simple.MQTTClient(client_id = client_id, server = mqtt_broker_ip, port = #MQTT포트)
client.connect()
return client
def am2320_connect():
i2c = I2C(0, scl=Pin(17), sda=Pin(16), freq=400000)
sensor = am2320.AM2320(i2c)
if sensor.check():
print(f"AM2320 found at I2C address {am2320.I2C_ADDRESS:#x}")
return sensor
def main_mqtt():
wret = wlan_connect()
wlan = wret[0]
connected = wret[1]
client = 0
utime.sleep(3)
try:
client = mqtt_connect()
except OSError as e:
print(f"Error: %s" % e)
print("Mqtt Connect Done")
step1 = 2
utime.sleep(1)
sensor = am2320_connect()
while True:
if step1 == 2:
print('reading')
total=0
sensor.measure()
humidity = sensor.humidity()
temperature = sensor.temperature()
print("M2 Humidity: %d%%, Temp: %dC" % (humidity, temperature))
if wlan.isconnected() and not connected:
print("Reconnected to WiFi.")
onboard_led.value(1) # Keep LED on when connected
print("Network Config:", wlan.ifconfig())
connected = True
elif not wlan.isconnected() and connected:
print("Disconnected from WiFi.")
connected = False
if not connected:
print("Wlan Not Connected")
onboard_led.toggle() # Blink LED if disconnected
else:
if client == 0:
print("MQTT is not connected")
else:
send_message_mqtt(client, humidity, temperature)
step1 = 1
else:
step1 = step1 + 1
utime.sleep(30)
main_mqtt()
- 위 코드는 1분에 한번씩 온습도를 측정해서 데이터를 발행합니다.
- 서버PC에 mosquitto가 실행중이고, 구독서버가 돌아가고 있다면 발행된 정보가 보여지게 됩니다.
- AM2320 회로구성시, SCL은 피코의 17번 SDL은 피코의 16번 핀에 연결했습니다.
시연연상
- 완성된 시스템을 이용해서 온도측정에 성공한 영상 입니다.
- 영상
