Configurazione del Raspberry Pi e del sensore di umidità

Inserire la scheda micro SD nel Raspberry Pi, connettere il monitor, la tastiera, il mouse e, se non si utilizza la rete Wi-Fi, il cavo Ethernet. Non collegare il cavo di alimentazione per il momento.

Collegare il cavo jumper JST al sensore di umidità. L'estremità opposta del jumper presenta quattro fili:

• Verde: I2C SCL

• Bianco: I2C SDA

• Rosso: alimentazione (3,5 V)

• Nero: terra

Tieni il Raspberry Pi con il connettore Ethernet a destra. In questo orientamento, ci sono due file di pin GPIO nella parte superiore. Collega i fili dal sensore di umidità alla fila inferiore di pin nel seguente ordine. Partendo dal pin più a sinistra, collega il rosso (alimentazione), bianco (SDA) e verde (SCL). Salta un pin, quindi collega il file nero (terra). Per ulteriori informazioni, consulta la pagina relativa al cablaggio per i computer Python.

Collega il cavo di alimentazione al Raspberry Pi e collega l'estremità opposta a una presa di corrente per accenderlo.

Configurare il Raspberry Pi

1. In Welcome to Raspberry Pi (Benvenuto in Raspberry Pi), scegliere Next (Avanti).

2. Scegliere il paese, la lingua, il fuso orario e il layout della tastiera. Seleziona Avanti.

3. Immettere una password per il Raspberry Pi, quindi scegliere Next (Avanti).

4. Scegliere la rete Wi-Fi, quindi scegliere Next (Avanti). Se non si utilizza una rete Wi-Fi, scegliere Skip (Ignora).

5. Scegliere Next (Avanti) per verificare la presenza di aggiornamenti software. Al termine degli aggiornamenti, scegliere Restart (Riavvia) per riavviare il Raspberry Pi.

Dopo l'avvio del Raspberry Pi, abilitare l'interfaccia I2C.

1. Nell'angolo in alto a sinistra del desktop Raspbian, fare clic sull'icona Raspberry, scegliere Preferences (Preferenze), quindi scegliere Raspberry Pi Configuration (Configurazione Raspberry Pi).

2. Nella scheda Interfaces (Interfacce), per I2C, scegliere Enable (Abilita).

3. Scegli OK.

Le librerie per il sensore di umidità Adafruit STEMMA sono state scritte per. CircuitPython Per eseguirle su un Raspberry Pi, è necessario installare la versione più recente di Python 3.

1. Eseguire i comandi seguenti da un prompt dei comandi per aggiornare il software Raspberry Pi:

   sudo apt-get update

   sudo apt-get upgrade

2. Eseguire il comando seguente per aggiornare l'installazione di Python 3:

   sudo pip3 install --upgrade setuptools

3. Eseguire il comando seguente per installare le librerie GPIO di Raspberry Pi:

   pip3 install RPI.GPIO

4. Eseguire il comando seguente per installare le librerie Adafruit Blinka:

   pip3 install adafruit-blinka

   Per ulteriori informazioni, consulta Installazione delle CircuitPython librerie su Raspberry Pi.

5. Eseguire il comando seguente per installare le librerie Adafruit Seesaw:

   sudo pip3 install adafruit-circuitpython-seesaw

6. Esegui il seguente comando per installare AWS IoT Device SDK per Python:

   pip3 install AWSIoTPythonSDK

Il Raspberry Pi ora dispone di tutte le librerie necessarie. Crea un file denominato moistureSensor.py e copia il seguente codice Python nel file:

from adafruit_seesaw.seesaw import Seesaw
from AWSIoTPythonSDK.MQTTLib import AWSIoTMQTTShadowClient
from board import SCL, SDA

import logging
import time
import json
import argparse
import busio

# Shadow JSON schema:
#
# {
#   "state": {
#       "desired":{
#           "moisture":<INT VALUE>,
#           "temp":<INT VALUE>            
#       }
#   }
# }

# Function called when a shadow is updated
def customShadowCallback_Update(payload, responseStatus, token):

    # Display status and data from update request
    if responseStatus == "timeout":
        print("Update request " + token + " time out!")

    if responseStatus == "accepted":
        payloadDict = json.loads(payload)
        print("~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~")
        print("Update request with token: " + token + " accepted!")
        print("moisture: " + str(payloadDict["state"]["reported"]["moisture"]))
        print("temperature: " + str(payloadDict["state"]["reported"]["temp"]))
        print("~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~\n\n")

    if responseStatus == "rejected":
        print("Update request " + token + " rejected!")

# Function called when a shadow is deleted
def customShadowCallback_Delete(payload, responseStatus, token):

     # Display status and data from delete request
    if responseStatus == "timeout":
        print("Delete request " + token + " time out!")

    if responseStatus == "accepted":
        print("~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~")
        print("Delete request with token: " + token + " accepted!")
        print("~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~\n\n")

    if responseStatus == "rejected":
        print("Delete request " + token + " rejected!")


# Read in command-line parameters
def parseArgs():

    parser = argparse.ArgumentParser()
    parser.add_argument("-e", "--endpoint", action="store", required=True, dest="host", help="Your device data endpoint")
    parser.add_argument("-r", "--rootCA", action="store", required=True, dest="rootCAPath", help="Root CA file path")
    parser.add_argument("-c", "--cert", action="store", dest="certificatePath", help="Certificate file path")
    parser.add_argument("-k", "--key", action="store", dest="privateKeyPath", help="Private key file path")
    parser.add_argument("-p", "--port", action="store", dest="port", type=int, help="Port number override")
    parser.add_argument("-n", "--thingName", action="store", dest="thingName", default="Bot", help="Targeted thing name")
    parser.add_argument("-id", "--clientId", action="store", dest="clientId", default="basicShadowUpdater", help="Targeted client id")

    args = parser.parse_args()
    return args


# Configure logging
# AWSIoTMQTTShadowClient writes data to the log
def configureLogging():

    logger = logging.getLogger("AWSIoTPythonSDK.core")
    logger.setLevel(logging.DEBUG)
    streamHandler = logging.StreamHandler()
    formatter = logging.Formatter('%(asctime)s - %(name)s - %(levelname)s - %(message)s')
    streamHandler.setFormatter(formatter)
    logger.addHandler(streamHandler)


# Parse command line arguments
args = parseArgs()

if not args.certificatePath or not args.privateKeyPath:
    parser.error("Missing credentials for authentication.")
    exit(2)

# If no --port argument is passed, default to 8883
if not args.port: 
    args.port = 8883


# Init AWSIoTMQTTShadowClient
myAWSIoTMQTTShadowClient = None
myAWSIoTMQTTShadowClient = AWSIoTMQTTShadowClient(args.clientId)
myAWSIoTMQTTShadowClient.configureEndpoint(args.host, args.port)
myAWSIoTMQTTShadowClient.configureCredentials(args.rootCAPath, args.privateKeyPath, args.certificatePath)

# AWSIoTMQTTShadowClient connection configuration
myAWSIoTMQTTShadowClient.configureAutoReconnectBackoffTime(1, 32, 20)
myAWSIoTMQTTShadowClient.configureConnectDisconnectTimeout(10) # 10 sec
myAWSIoTMQTTShadowClient.configureMQTTOperationTimeout(5) # 5 sec

# Initialize Raspberry Pi's I2C interface
i2c_bus = busio.I2C(SCL, SDA)

# Intialize SeeSaw, Adafruit's Circuit Python library
ss = Seesaw(i2c_bus, addr=0x36)

# Connect to AWS IoT
myAWSIoTMQTTShadowClient.connect()

# Create a device shadow handler, use this to update and delete shadow document
deviceShadowHandler = myAWSIoTMQTTShadowClient.createShadowHandlerWithName(args.thingName, True)

# Delete current shadow JSON doc
deviceShadowHandler.shadowDelete(customShadowCallback_Delete, 5)

# Read data from moisture sensor and update shadow
while True:

    # read moisture level through capacitive touch pad
    moistureLevel = ss.moisture_read()

    # read temperature from the temperature sensor
    temp = ss.get_temp()

    # Display moisture and temp readings
    print("Moisture Level: {}".format(moistureLevel))
    print("Temperature: {}".format(temp))
    
    # Create message payload
    payload = {"state":{"reported":{"moisture":str(moistureLevel),"temp":str(temp)}}}

    # Update shadow
    deviceShadowHandler.shadowUpdate(json.dumps(payload), customShadowCallback_Update, 5)
    time.sleep(1)

Salva il file nella posizione che preferisci. Esegui moistureSensor.py dalla riga di comando con i parametri seguenti:

endpoint

Il tuo endpoint personalizzato AWS IoT . Per ulteriori informazioni, consulta API REST del servizio Device Shadow.

rootCA

Il percorso completo del certificato CA AWS IoT root.

cert

Il percorso completo del certificato AWS IoT del dispositivo.

Chiave

Il percorso completo della chiave privata AWS IoT del certificato del dispositivo.

thingName

Nome dell'oggetto, in questo caso RaspberryPi.

clientId

ID client MQTT. Utilizza RaspberryPi.

La riga di comando dovrebbe essere simile alla seguente:

python3 moistureSensor.py --endpoint your-endpoint --rootCA ~/certs/AmazonRootCA1.pem --cert ~/certs/raspberrypi-certificate.pem.crt --key ~/certs/raspberrypi-private.pem.key --thingName RaspberryPi --clientId RaspberryPi

Prova a toccare il sensore, a inserirlo in una fioriera o a immergerlo in un bicchiere d'acqua per vedere come risponde a vari livelli di umidità. Se necessario, puoi modificare il valore di soglia in MoistureSensorRule. Quando la lettura del sensore di umidità scende al di sotto del valore specificato nell'istruzione di query SQL della regola, AWS IoT pubblica un messaggio sull'argomento Amazon SNS. Riceverai un messaggio e-mail contenente i dati relativi all'umidità e alla temperatura.

Dopo aver verificato la ricezione dei messaggi e-mail da Amazon SNS, premi CTRL+C per arrestare il programma Python. È improbabile che il programma Python invii un numero di messaggi tale da comportare un addebito, ma è una best practice interrompere il programma al termine delle operazioni.