Zdalna stacja pogodowa #2 – komunikacja z bazą danych za pomocą esp8266 oraz wyświetlanie otrzymanych pomiarów

W dzisiejszym artykule zajmiemy się kontynuacją rozbudowy naszej zdalnej stacji pogodowej. Stworzymy istotny element naszego projektu jakim jest komunikacja moduły Nodemcu z bazą danych oraz wyświetlimy otrzymane wyniki na stworzonym poprzednio emulatorze.

Jako przykład wykorzystamy ultradźwiękowy czujnik odległości HC-SR04. Prześlemy wartości otrzymane z czujnika za pomocą komunikacji WiFi z wykorzystaniem modułu Nodemcu V3, który zawiera wbudowany moduł esp8266. Do połączenia modułu z bazą posłużymy się dedykowaną dla arduino biblioteką Firebase.

W pierwszej kolejności podłączymy nasz układ. Schemat podłączenia prezentuje się następująco :

Po podłączeniu układu możemy przejść do odpowiedniego zaprogramowania naszego modułu mcu. W tym celu uruchamiamy naszą bazę danych. Stworzenie bazy danych krok po kroku zostało opisane w poprzednim artykule. Wchodzimy w zakładkę RealTime Database i kopiujemy widoczny tam link do naszej bazy.

Następnie wchodzimy w settings->project settings i kopiujemy znajdujący się tam Web API Key.

Po skopiowaniu obu linków przechodzimy do programowania naszego modułu. Po uruchomieniu arduino przechodzimy do menadżera bibliotek, wpisujemy frazę “Firebase” i instalujemy następującą bibliotekę:

Tworzymy nowy plik i wpisujemy kod naszego programu.

#include <Arduino.h>
#if defined(ESP32)
#include <WiFi.h>
#elif defined(ESP8266)
#include <ESP8266WiFi.h>
#endif
#include <Firebase_ESP_Client.h>
#include "addons/TokenHelper.h"
#include "addons/RTDBHelper.h"
#define WIFI_SSID "Nazwa wifi do którego podłączony jest komputer"
#define WIFI_PASSWORD "Hasło do wifi"
#define trigPin D0
#define echoPin D1

#define API_KEY "Tu wklej skopiowany wcześniej WEB API KEY"

#define DATABASE_URL "Tu wklej link do bazy" 

FirebaseData fbdo;

FirebaseAuth auth;
FirebaseConfig config;

unsigned long sendDataPrevMillis = 0;
int count = 0;
bool signupOK = false;
long czas, dystans;
void setup(){

  Serial.begin(9600);

  WiFi.begin(WIFI_SSID, WIFI_PASSWORD);
  Serial.print("Connecting to Wi-Fi");
  while (WiFi.status() != WL_CONNECTED){
    Serial.print(".");
    delay(300);
  }
  Serial.println();
  Serial.print("Connected with IP: ");
  Serial.println(WiFi.localIP());
  Serial.println();
  config.api_key = API_KEY;
  config.database_url = DATABASE_URL;
  if (Firebase.signUp(&config, &auth, "", "")){
    Serial.println("ok");
    signupOK = true;
  }
  else{
    Serial.printf("%s\n", config.signer.signupError.message.c_str());
  }
  config.token_status_callback = tokenStatusCallback;
  Firebase.begin(&config, &auth);
  Firebase.reconnectWiFi(true);
  pinMode(trigPin, OUTPUT);
  pinMode(echoPin, INPUT);
}

void loop(){
  if (Firebase.ready() && signupOK && (millis() - sendDataPrevMillis > 3000 || sendDataPrevMillis == 0)){
    sendDataPrevMillis = millis();
     digitalWrite(trigPin, LOW);
      delayMicroseconds(2);
      digitalWrite(trigPin, HIGH);
      delayMicroseconds(10);
      digitalWrite(trigPin, LOW);
      czas = pulseIn(echoPin, HIGH);
      dystans = czas / 58;
      Firebase.RTDB.setInt(&fbdo, "Pomiar/int", dystans);
    }
  }

Jeżeli wszystko wykonaliśmy poprawnie, po wgraniu programu do naszego modułu i podłączeniu czujnika do źródła zasilania w naszej bazie danych powinny pojawiać się wartości mierzonej przez czujnik odległości.

Możemy przejść do napisania aplikacji mobilnej wyświetlającej w czasie rzeczywistym uzyskaną przez bazę danych wartość . Przerabiamy nieco naszą aplikację z poprzedniego artykułu usuwając przycisk oraz modyfikując pola tekstowe. Gotowy plik activity_main.xml wygląda następująco:

<?xml version="1.0" encoding="utf-8"?>
<androidx.constraintlayout.widget.ConstraintLayout xmlns:android="http://schemas.android.com/apk/res/android"
    xmlns:app="http://schemas.android.com/apk/res-auto"
    xmlns:tools="http://schemas.android.com/tools"
    android:layout_width="match_parent"
    android:layout_height="match_parent"
    tools:context=".MainActivity">

    <TextView
        android:layout_width="371dp"
        android:layout_height="112dp"
        android:text="StacjaPogodowaAjmaker"
        android:textAlignment="center"
        android:textSize="80px"
        app:layout_constraintBottom_toBottomOf="parent"
        app:layout_constraintLeft_toLeftOf="parent"
        app:layout_constraintRight_toRightOf="parent"
        app:layout_constraintTop_toTopOf="parent"
        app:layout_constraintVertical_bias="0.111" />

    <TextView
        android:id="@+id/describe"
        android:layout_width="wrap_content"
        android:layout_height="wrap_content"
        android:layout_marginStart="176dp"
        android:layout_marginTop="201dp"
        android:layout_marginEnd="177dp"
        android:layout_marginBottom="511dp"
        android:text="Aktualna wartość odległości w cm : "
        app:layout_constraintBottom_toBottomOf="parent"
        app:layout_constraintEnd_toEndOf="parent"
        app:layout_constraintStart_toStartOf="parent"
        app:layout_constraintTop_toTopOf="parent" />

    <TextView
        android:id="@+id/distance"
        android:layout_width="wrap_content"
        android:layout_height="wrap_content"
        android:layout_marginStart="176dp"
        android:layout_marginTop="235dp"
        android:layout_marginEnd="177dp"
        android:layout_marginBottom="477dp"
        android:text=" "
        app:layout_constraintBottom_toBottomOf="parent"
        app:layout_constraintEnd_toEndOf="parent"
        app:layout_constraintStart_toStartOf="parent"
        app:layout_constraintTop_toTopOf="parent" />

</androidx.constraintlayout.widget.ConstraintLayout>

Przechodzimy do najważniejszego, czyli pliku MainActivity.java który odpowiada za działanie naszej aplikacji. Wklejamy odpowiedni kod uzyskując tym samym gotową do uruchomienia aplikację.

package com.example.stacjapogodowaajmaker;
import androidx.annotation.NonNull;
import androidx.appcompat.app.AppCompatActivity;
import android.os.Bundle;
import android.widget.TextView;
import com.google.firebase.database.DataSnapshot;
import com.google.firebase.database.DatabaseError;
import com.google.firebase.database.DatabaseReference;
import com.google.firebase.database.FirebaseDatabase;
import com.google.firebase.database.ValueEventListener;


public class MainActivity extends AppCompatActivity {
    TextView currentDistance;
    DatabaseReference firebaseDatabase;

    @Override
    protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
        setContentView(R.layout.activity_main);
        currentDistance = findViewById(R.id.distance);
        firebaseDatabase = FirebaseDatabase.getInstance().getReference();
        DatabaseReference usersRef = firebaseDatabase.child("Pomiar/int");

        usersRef.addValueEventListener(new ValueEventListener() {
            @Override
            public void onDataChange(@NonNull DataSnapshot snapshot) {
                Long test = snapshot.getValue(Long.class);
                 currentDistance.setText(Long.toString(test));
            }

            @Override
            public void onCancelled(@NonNull DatabaseError error) {

            }
        });
        super.onCreate(savedInstanceState);
    }
}

Odpalamy stworzony wcześniej emulator i obserwujemy zmieniającą się wartość odległości.

Podsumowując dotychczasowe artykuły, udało nam się zrealizować funkcję zapisywania danych do bazy z poziomu aplikacji mobilnej, modułu esp8266 oraz odczyt danych. W kolejnym artykule zajmiemy się rozbudową naszego projektu o nowy wygląd, stworzymy szkielet aplikacji wykorzystując programowanie obiektowe oraz uporządkujemy naszą bazę danych tak aby była przejrzysta i prosta w obsłudze.

Pliki źródłowe: