Новые возможности Arduino, ESP, Raspberry Pi в проектах loT [Виктор А. Петин] (pdf) читать постранично

Новые возможности

Arduino, ESP,
Raspberry Pi
в проектах loT

• исходные коды скетчей Arduino и ESP из книrи
• исходные коды библиотек Arduino
• исходные коды руtЬоn-скриnтов для проектов
с Raspberry Pi

Виктор Петин

Новые возможности

Arduino, ESP,
Raspberry Pi
в проектах loT

Санкт-Петербург
« БХВ-Петербург»

2022

УДК 004.4
ББК 32.973.26-018.2
П29
П29

ПетинВ.А.
Новые возможности Arduino, ESP, Raspberry Pi в проектах loT. - СПб.:
БХВ-Петербург, 2022. - 320 с.: ил. - (Электроника)
ISBN 978-5-9775-6755-8
Рассмотрено создание простых устройств в рамках концепции Интернета ве­
щей (IoT) на базе традиционных (Arduino Uno) и новых плат Arduino (МКR, Nano 33),
плат ESP и микрокомпьютера Raspbeпy Pi. Приведены примеры подключения плат
с помощью технологий Ethemet, WiFi, GPRS, BLE, LoRa к сети Интернет и другим
устройств�. Описаны протоколы НТТР и MQTT. Рассмотрен обмен данными
с облачными платформами Arduino IoT Cloud, Narodmon, ThingSpeak, Blynk и ()Т­
крытой LoRaWAN-ceтью Тhе Things Network (ТТN).
Большая часть книги посвящена созданию практических проектов: собствен­
ный МQТТ-сервер, табло на матрице для отображения биржевых котировок в ре­
альном времени, GРS-трекер и онлайн-сервис поиска стоянок с использованием
Ян.деке.Карт, сканер штрих-кода с отправкой результатов в облако, IоТ-принтер
для печати курсов валют, бесконтактный измеритель температуры с отправкой
данных в облако, предсказатель погоды на основе данных, поступающих в сервис
ThingSpeak, проекты с элементами машинного обучения на платформе TinyML
и др.
На сайте издательства размещен архив с исходными кодами программ и биб­
лиотек.
Для интересующихся современной электроникой

УДКОО4.4
ББК 32.973.26-018.2

Группа подготовки издания:
Руководитель проекта
Евгений Рыбаков
Зав. редакцией
Людмила Гауль
Редактор
ГригорийДобин
Компьютерная верстка
Ольги Сергиенко
Дизайн обложки
Карины Соловьевой

П�писано в печать 06.07.21.
Формат 70х100 1, 6• Печать офсетная. Усл. печ. л. 25,8.
Тираж 1200 экз. Заказ № 1725.
"БХВ-Петербург". 191036, Санкт-Петербург, Гончарная ул., 20.
Отпечатано с готового оригинал-макета
ООО "Принт-М", 142300, М.О., г. Чехов, ул. Полиrрафистов, д. 1

ISBN 978-5-9775-6755-8

© ООО "БХВ", 2022
Оформление. ООО "БХВ-Петербурr", 2022

Оглавление
Глава 1. Вместо введения: что такое Интернет вещей? .......................................... 7
.Глава 2. Аппаратные платформы для создания устройств
Интернета вещей .......� ................................................................................................... 1О

2.1. Arduino Uno - традиционная плата для моделирования ................................................... 1 О
2.2. Семейство плат Arduino МКR ...............................................................................................12
2.2.1. Arduino МКR1ООО - с поддержкой Wi-Fi .................................................................13
2.2.2. Arduino МКR1010 - с поддержкой Wi-Fi и Bluetooth .............................................16
2.2.3. Arduino МКR GSM 1400 - с поддержкой GSМ-связи ............................................. 19
2.3. Семейство плат Arduino Nano 33...........................................................................................21
2.3.1. Arduino Nano 33 loT - с поддержкой Wi-Fi и Bluetooth BLE ................................. 22
2.3.2. Arduino Nano-33 BLE, Arduino Nano 33 BLE Sence - для создания носимых
устройств с минимальным электропотреблением ...............................................................25
2.4. ESP32 - серия недорогих микроконтроллеров с интегрированными модулями
Wi-Fi и Bluetooth .................................................................................................................... 27
2.5. Raspberry Pi Zero W -полноценный микрокомпьютер с добавлением поддержки
Wi-Fi и Bluetooth ....................................................................................................................30

Глава 3. Организация связи для устройств Интернета вещей ............................ 34

3.1. Подключение к Интернету платы Arduino Uno ....................................................................34
3.1.1. Подключение к Интернету по сетевому кабелю ........................................................34
3.1.2. Подключение к Интернету по Wi-Fi ...........................................................................41
3.2. Подключение по Wi-Fi плат Arduino МКR и Nano 33 loT .................................................. 51
3.2.1. Подключение по Wi-Fi платы Arduino МКRlООО WiFi ............................................51
3.2.2. Подключение по Wi-Fi платы Arduino Nano 33 loT ..................................................55
3.3. Использование сотовой связи для доступа в Интернет устройств на Arduino .................. 58
3.3.1. Arduino Uno и GSМ/GPRS Shield SIM900 ..................................................................59
3.3.2. Подключение к Интернету платы Arduino МКR GSM 1400.....................................63
3.4. Подключение по Wi-Fi платы ESP32 ....................................................................................65
3.5. Подключение к Интернету микрокомпьютера Raspberry Pi Zero W .................................. 70
3.5.1. Установка операционной системы Raspblan .............................................................. 70
3.5.2. Подключение Raspberry Pi Zero W к сети ..................................................................72

4

Оглавление

3.6. Подюпочение устройств Bluetooth Low Energy (BLE) ........................................................ 74
3.6.1. Bluetooth Low Energy (BLE) ........................................................................................ 74
3.6.2. Подюпочение платы Arduino Nano 33 BLE Sence ..................................................... 75
3.6.3. Отправка по BLE данных с датчиков платы Arduino Nano 33 BLE Sence...............77
3.7. ВLЕ-связь Arduino Nano 33 BLE Sence и Raspberry Pi Zero W............................................ 81

Глава 4. Протоколы Интернета вещей ..................................................................... 85

4.1.