采用ROHM傳感器套件的DIY Arduino家庭安防系統(tǒng) 第2部分- Cayenne設(shè)置

這篇文章來(lái)源于DevicePlus.com英語(yǔ)網(wǎng)站的翻譯稿。

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在DIY智能家居安防系統(tǒng)第1部分中，我們將各種組件（例如PIR傳感器、溫度傳感器和壓力傳感器）組合在一起，以創(chuàng)建家庭安防系統(tǒng)/探測(cè)器。在第2部分中，將對(duì)前面所創(chuàng)建系統(tǒng)的離線程序進(jìn)行測(cè)試，并連接到Internet，以便使用Cayenne API進(jìn)行無(wú)線控制。使用myDevices Cayenne，只要您通過(guò)網(wǎng)站和/或智能手機(jī)中的Cayenne App連接到WiFi，您就能夠無(wú)線控制安防系統(tǒng)。

硬件

筆記本電腦/PC或智能手機(jī)

參考第1部分:

Arduino Mega 2560

Arduino WiFi Shield（Arduino WiFi擴(kuò)展板）

用于Arduino的Grove Base Shield（Grove基礎(chǔ)擴(kuò)展板）

3 只 LED(紅色、綠色和藍(lán)色)

Grove PIR 移動(dòng)偵測(cè)傳感器

蜂鳴器

Arduino ROHM 傳感器擴(kuò)展板

ROHM 溫度傳感器 (BD1020HFV)

ROHM 氣壓傳感器 (BM1383GLV)

Grove 通用4芯電線

亞克力： 195 x 195 x 3mm

電阻 (10 Kω and 100 KΩ)

面包板

無(wú)線遙控器，帶2個(gè)發(fā)射器和1個(gè)接收器

電源：12 VDC

軟件

Arduino IDE

Seeed Studio (https://github.com/Seeed-Studio/PIR_Motion_Sensor,http://www.seeed.cc/project_detail.html?id=284)

Cayenne API (https://mydevices.com/cayenne/docs/#using-cayenne-library)

使用離線程序測(cè)試硬件

完成硬件安裝后，現(xiàn)在可以運(yùn)行離線程序進(jìn)行測(cè)試。這是“離線”模式，系統(tǒng)尚未連接到Internet。我們馬上就進(jìn)行測(cè)試。離線程序?qū)?zhí)行下列功能：

遙控發(fā)射器（在示例中使用通道D）打開(kāi)/關(guān)閉警報(bào)。如果遙控發(fā)射器打開(kāi)，綠色 LED將亮起，蜂鳴器將發(fā)出一次嗶嗶聲。

PIR傳感器將檢測(cè)移動(dòng)情況。如果檢測(cè)到移動(dòng)，藍(lán)色 LED將亮起。

當(dāng)警報(bào)聲響起并檢測(cè)到移動(dòng)時(shí)，紅色 LED將亮起，蜂鳴器將熄滅。

同樣，當(dāng)警報(bào)聲響起（即綠色 LED亮起）且熱量高于設(shè)定目標(biāo)時(shí)，紅色 LED將亮起，蜂鳴器將熄滅。

注：

若想關(guān)閉警報(bào)聲，用戶只需再次按遙控發(fā)射器上的通道D。綠色 LED將熄滅，蜂鳴器將發(fā)出兩次嗶嗶聲。

若需查看溫度和氣壓的值，請(qǐng)將USB電線從Arduino連接到PC。然后，進(jìn)入Arduino IDE并單擊工具 → 串行監(jiān)視器。

現(xiàn)在可以上傳程序。進(jìn)行編譯以前，請(qǐng)確保已安裝所有必需的庫(kù)。

Arduino

//**************** Home security Program - offline ****************************** #define PIR_MOTION_SENSOR 2 // Use pin 2 to receive the signal from the module #define LED1 4 // Blue Led for motion detected #define LED2 6 // Green Led for triggered alarm #define LED3 8 // Red Led if motion and trigger switch are on #define buzzer 5 // Buzzer #define remote 41 // Remote Control #include #include #include int alarm = 0; int trigger = 0; int remote_sw = 0; int online_sw = 0; int previousState = -1; int currentState = -1; int prev_remote_stat = 0; int curr_remote_stat = 0; int currentValue = 0; int prev_online_stat = 0; int curr_online_stat = 0; int tempout_pin = A2; BM1383GLV bm1383; BD1020 bd1020; unsigned long previousMillis = 0; void setup() { Serial.begin(9600); while (!Serial); bd1020.init(tempout_pin); byte rc; while (!Serial); Wire.begin(); rc = bm1383.init(); pinMode(LED1,OUTPUT); pinMode(LED2,OUTPUT); pinMode(LED3,OUTPUT); pinMode(buzzer, OUTPUT); pinMode(remote, INPUT); pinMode(PIR_MOTION_SENSOR, INPUT); } // ********************* Start Loop ***************************************** void loop() { checkSensor(); remote_sw = digitalRead(remote); Serial.print("Remote Status : "); Serial.println(remote_sw); Serial.println(); //*********************** read barometric pressure ************************ byte rc; float press; rc = bm1383.get_val(&press); if (rc == 0) { Serial.write("BM1383GLV (PRESS) = "); Serial.print(press); Serial.println(" [hPa]"); Serial.println(); } //********************** read Temperature ******************************** float temp; bd1020.get_val(&temp); temp = temp - 5; // Temperature adjustment due to heat from circuit board Serial.print("BD1020HFV Temp="); Serial.print(temp); Serial.print(" [degrees Celsius], ADC="); Serial.println(bd1020.temp_adc); Serial.println(); // ********** Check if Remote switch or online/App switch is on ********** if(remote_sw == 1 | currentValue == 1) { digitalWrite(LED2,HIGH); alarm = 1; curr_remote_stat = 1; if(curr_remote_stat != prev_remote_stat) { triggerBuzzer(2,70,30); prev_remote_stat = curr_remote_stat; } } else { curr_remote_stat = 0; if(curr_remote_stat != prev_remote_stat) { triggerBuzzer(3,70,30); prev_remote_stat = curr_remote_stat; } digitalWrite(LED2,LOW); alarm = 0; } // ********************** If motion detected *********************** if(isPeopleDetected()) //if it detects the moving people? { digitalWrite(LED1, HIGH); // Turn on Blue Led trigger = 1; delay(10); } else { digitalWrite(LED1, LOW); trigger = 0; delay(2000); } // ***************If Alarm is triggerred ************************** if (alarm == 1 && trigger == 1 ) { digitalWrite(LED3,HIGH); delay(500); triggerBuzzer(6,100,100); Serial.println("Alarm triggered"); } else { alarm = 0; trigger = 0; digitalWrite(LED3,LOW); } // *********************** If temperature is triggerred ********** if (temp > 45.00) { digitalWrite(LED3,HIGH); delay(500); triggerBuzzer(10,100,10); Serial.println("Alarm triggered"); } delay(10); } // ************************** End Loop ***************************** // Function: Write to PIR sensor indicator in Web/App *************** void checkSensor() { unsigned long currentMillis = millis(); if (currentMillis - previousMillis >= 250) { currentState = digitalRead(PIR_MOTION_SENSOR); if (currentState != previousState) { previousState = currentState; } previousMillis = currentMillis; } } //*************************************************************** // Function: Detect whether anyone moves in it''s detecting range boolean isPeopleDetected() { int sensorValue = digitalRead(PIR_MOTION_SENSOR); if(sensorValue == HIGH) //if the sensor value is HIGH? { Serial.println("PIR detect motion"); return true; //yes,return true } else { Serial.println("no motion"); return false; //no,return false } } //*************************************************************** // Function : activate buzzer based on parameters received void triggerBuzzer(int iteration,int delay1,int delay2) { for (int i = 1; i < iteration; i++) ? ? ?{ ? ? ? digitalWrite(buzzer, HIGH); ? ? ? delay(delay1); ? ? ? digitalWrite(buzzer, LOW); ? ? ? delay(delay2); ? ? ?} } //*****************************************************************

準(zhǔn)備在線連接

創(chuàng)建一個(gè)myDevices帳戶！您可以通過(guò)以下鏈接注冊(cè)并創(chuàng)建一個(gè)新帳戶：https://mydevices.com/cayenne/signup/

如果您已經(jīng)擁有帳戶，請(qǐng)隨意使用自己的帳戶。

圖1. 注冊(cè)頁(yè)面 –https://mydevices.com/cayenne/signup/

然后選擇Arduino作為本項(xiàng)目的設(shè)備。

圖2. 選擇本項(xiàng)目所需的Arduino設(shè)備

閱讀文檔并通過(guò)以下網(wǎng)站安裝Cayenne庫(kù)：

https://mydevices.com/cayenne/docs/#using-cayenne-library

然后繼續(xù)下一步，在新網(wǎng)頁(yè)中連接到Arduino。選擇Arduino Mega和WiFi Shield。選定這兩項(xiàng)后，您將收到設(shè)備的“身份驗(yàn)證口令”。務(wù)必復(fù)制此口令并將其保存于某處。在下一個(gè)程序中需要用到此口令。

char token[] = “zzzzzzz”;// Cayenne authentication token

圖3. 選擇Arduino Mega和WiFi Shield

圖4. 創(chuàng)建傳感器微件

創(chuàng)建微件

我們可以為PIR傳感器、觸發(fā)狀態(tài)和警報(bào)開(kāi)/關(guān)狀態(tài)創(chuàng)建微件。

為此，必須單擊 “添加新…” ，然后單擊 “設(shè)備/微件”。然后轉(zhuǎn)到 “傳感器” 類別并單擊 “通用”。在“通用”下，有2個(gè)輸入選項(xiàng)：模擬輸入和數(shù)字輸入。選擇 “數(shù)字輸入”。進(jìn)入“數(shù)字輸入”設(shè)置頁(yè)面后，將連接設(shè)置為“虛擬”和“V1”（在下方）。請(qǐng)勿忘記單擊步驟1和步驟2。

V2和V4微件也按相同步驟操作。請(qǐng)使用下表作為參考：

代碼中使用的虛擬引腳分配如下：

#define VIRTUAL_PIN1 V1// PIR傳感器的虛擬引腳 – 藍(lán)色 Led

#define VIRTUAL_PIN2 V2// 觸發(fā)開(kāi)關(guān)的虛擬引腳 – 紅色 Led

#define VIRTUAL_PIN4 V4// 遠(yuǎn)程開(kāi)關(guān)的狀態(tài)

當(dāng)PIR傳感器檢測(cè)到發(fā)生移動(dòng)時(shí)，V1將開(kāi)啟（顏色變?yōu)榫G色）；藍(lán)色LED也將亮起。

當(dāng)觸發(fā)狀態(tài)開(kāi)啟時(shí)，V2將開(kāi)啟（顏色變?yōu)榫G色）；當(dāng)警報(bào)開(kāi)啟且PIR傳感器檢測(cè)到發(fā)生移動(dòng)時(shí)，紅色LED也將亮起。

通過(guò)遙控發(fā)射器或在線/應(yīng)用程序開(kāi)啟警報(bào)狀態(tài)時(shí)，V4將開(kāi)啟（顏色變?yōu)榫G色）

接下來(lái)為在線/應(yīng)用程序切換功能創(chuàng)建一個(gè)微件。

轉(zhuǎn)至 “添加新…” ，然后單擊 “設(shè)備/微件”。這次選擇 “執(zhí)行器” ，然后選擇 “通用”。選擇 “數(shù)字輸出” ，然后在“連接”下選擇“虛擬”。在“Pin”下，選擇“V3”。

圖5. 創(chuàng)建在線/應(yīng)用程序切換功能的微件

使用下表作為參考：

單擊微件（在網(wǎng)站/應(yīng)用程序上）時(shí)，V3將開(kāi)啟（顏色變?yōu)樽仙?。?dāng)V3開(kāi)啟時(shí)，綠色LED也會(huì)亮起。因此，該虛擬開(kāi)關(guān)與遙控發(fā)射器功能相同。但是，通過(guò)此虛擬交換機(jī)激活時(shí)會(huì)有一段延時(shí)。在下一程序中以下代碼將會(huì)引用引腳V3。

#define VIRTUAL_PIN3 V3// 在線切換 – 綠色 led

然后需要?jiǎng)?chuàng)建溫度和壓力傳感器的微件。和前面一樣，點(diǎn)擊 “添加新…” 和 “設(shè)備/微件”。然后選擇 “傳感器” 和 “通用” ，然后選擇 “模擬輸入”。連接后，選擇“虛擬”和“V5”進(jìn)行引腳選擇。

圖6. 創(chuàng)建溫度和壓力傳感器的微件

對(duì)V6執(zhí)行相同操作并使用下表作為參考：

在下一程序中以下代碼將會(huì)引用引腳V5和V6。

#define VIRTUAL_PIN5 V5// 溫度傳感器

#define VIRTUAL_PIN6 V6// 氣壓傳感器

如果上述所有步驟都正確完成，您將看到如圖7所示的頁(yè)面。

圖7. 微件的顯示

最后一步是啟用電子郵件通知功能（觸發(fā)警報(bào)時(shí)）。為此，請(qǐng)單擊“觸發(fā)器狀態(tài)”微件上的設(shè)置符號(hào)，然后選擇“觸發(fā)器”。

圖8. 創(chuàng)建電子郵件觸發(fā)器

然后，您將進(jìn)入以下頁(yè)面（圖9）。在“添加自定義收件人”中鍵入您的電子郵件地址，然后單擊“發(fā)送電子郵件”。

圖9. 設(shè)置電子郵件通知

myDevices設(shè)置到此結(jié)束！

測(cè)試在線程序

以上已經(jīng)完成了與家庭安防系統(tǒng)的在線連接設(shè)置。運(yùn)行最終程序前可以先測(cè)試在線程序。

上傳以下程序。確保已安裝適用于Arduino的Cayenne庫(kù)。該程序用于執(zhí)行簡(jiǎn)單的功能（即顯示溫度和氣壓值）。正確運(yùn)行時(shí)，溫度和氣壓微件將改變顏色（綠色和橙色），相應(yīng)數(shù)值顯示于微件的底部。

//**************** Home security Program - online test*********************** * #define CAYENNE_DEBUG // Uncomment to show debug messages #define CAYENNE_PRINT Serial // Comment this out to disable prints and save space #define VIRTUAL_PIN5 V5 // Temperature sensor #define VIRTUAL_PIN6 V6 // Barometric Pressure Sensor #include // Cayenne wifi library #include #include #include char token[] = "zzzzzzz"; // Cayenne authentication token. char ssid[] = "xxxxxxxxx"; // Your Wifi network name char password[] = "yyyy"; // Your Wifi password int tempout_pin = A2; BM1383GLV bm1383; BD1020 bd1020; unsigned long previousMillis = 0; void setup() { Serial.begin(9600); while (!Serial); bd1020.init(tempout_pin); byte rc; while (!Serial); Wire.begin(); rc = bm1383.init(); Cayenne.begin(token, ssid, password); } // ********************* Start Loop ***************************************** void loop() { Cayenne.run(); //*********************** read barometric pressure ************************ byte rc; float press; rc = bm1383.get_val(&press); if (rc == 0) { Cayenne.virtualWrite(VIRTUAL_PIN6, press); // Write Barometric Pressure to Cayenne Serial.write("BM1383GLV (PRESS) = "); Serial.print(press); Serial.println(" [hPa]"); Serial.println(); } //********************** read Temperature ******************************** float temp; bd1020.get_val(&temp); temp = temp - 5; // Temperature adjustment due to heat from circuit board Cayenne.virtualWrite(VIRTUAL_PIN5, temp); // Write Temperature to Cayenne Serial.print("BD1020HFV Temp="); Serial.print(temp); Serial.print(" [degrees Celsius], ADC="); Serial.println(bd1020.temp_adc); Serial.println(); // ********** Check if Remote switch or online/App switch is on ********** delay(5000); } // ************************** End Loop *****************************

至此差不多完成了所有步驟！

最終方案

如果以上所有程序都能流暢運(yùn)行，則可上傳最終程序，該程序中嵌入了離線程序以及與Cayenne API的連接功能。

//**************** Home security Program - Final ****************************** #define CAYENNE_DEBUG // Uncomment to show debug messages #define CAYENNE_PRINT Serial // Comment this out to disable prints and save space #define VIRTUAL_PIN1 V1 // Virtual Pin for PIR sensor - Blue Led #define VIRTUAL_PIN2 V2 // Virtual Pin for Trigger Switch - Red Led #define VIRTUAL_PIN3 V3 // Online Switch - Green led #define VIRTUAL_PIN4 V4 // Status of Remote Switch #define VIRTUAL_PIN5 V5 // Temperature sensor #define VIRTUAL_PIN6 V6 // Barometric Pressure Sensor #define PIR_MOTION_SENSOR 2 // Use pin 2 to receive the signal from the module #define LED1 4 // Blue Led for motion detected #define LED2 6 // Green Led for triggered alarm #define LED3 8 // Red Led if motion and triger switch are on #define buzzer 5 // Buzzer #define remote 41 // Remote Control #include // Cayenne wifi library #include #include #include char token[] = "zzzzzzz"; // Cayenne authentication token. char ssid[] = "xxxxxxxxx"; // Your Wifi network name char password[] = "yyyy"; // Your Wifi password int alarm = 0; int trigger = 0; int remote_sw = 0; int online_sw = 0; int previousState = -1; int currentState = -1; int prev_remote_stat = 0; int curr_remote_stat = 0; int currentValue = 0; int prev_online_stat = 0; int curr_online_stat = 0; int tempout_pin = A2; BM1383GLV bm1383; BD1020 bd1020; unsigned long previousMillis = 0; void setup() { Serial.begin(9600); while (!Serial); bd1020.init(tempout_pin); byte rc; while (!Serial); Wire.begin(); rc = bm1383.init(); Cayenne.begin(token, ssid, password); pinMode(LED1,OUTPUT); pinMode(LED2,OUTPUT); pinMode(LED3,OUTPUT); pinMode(buzzer, OUTPUT); pinMode(remote, INPUT); pinMode(PIR_MOTION_SENSOR, INPUT); } // ************ Check if Online/App Switch is on ***************************** CAYENNE_IN(VIRTUAL_PIN3) {currentValue = getValue.asInt();} // ********************* Start Loop ***************************************** void loop() { Cayenne.run(); Serial.print("currentValue: "); Serial.println(currentValue); checkSensor(); remote_sw = digitalRead(remote); Serial.print("Remote Status : "); Serial.println(remote_sw); Serial.println(); //*********************** read barometric pressure ************************ byte rc; float press; rc = bm1383.get_val(&press); if (rc == 0) { Cayenne.virtualWrite(VIRTUAL_PIN6, press); Serial.write("BM1383GLV (PRESS) = "); Serial.print(press); Serial.println(" [hPa]"); Serial.println(); } //********************** read Temperature ******************************** float temp; bd1020.get_val(&temp); temp = temp - 5; // Temperature adjustment due to heat from circuit board Cayenne.virtualWrite(VIRTUAL_PIN5, temp); Serial.print("BD1020HFV Temp="); Serial.print(temp); Serial.print(" [degrees Celsius], ADC="); Serial.println(bd1020.temp_adc); Serial.println(); // ********** Check if Remote switch or online/App switch is on ********** if(remote_sw == 1 | currentValue == 1) { digitalWrite(LED2,HIGH); Cayenne.virtualWrite(VIRTUAL_PIN4, HIGH); alarm = 1; curr_remote_stat = 1; if(curr_remote_stat != prev_remote_stat) { triggerBuzzer(2,70,30); prev_remote_stat = curr_remote_stat; } } else { curr_remote_stat = 0; if(curr_remote_stat != prev_remote_stat) { triggerBuzzer(3,70,30); prev_remote_stat = curr_remote_stat; } digitalWrite(LED2,LOW); Cayenne.virtualWrite(VIRTUAL_PIN4, LOW); alarm = 0; } // ********************** If motion detected *********************** if(isPeopleDetected()) //if it detects the moving people? { digitalWrite(LED1, HIGH); // Turn on Blue Led trigger = 1; delay(10); } else { digitalWrite(LED1, LOW); trigger = 0; delay(2000); } // ***************If Alarm is triggerred ************************** if (alarm == 1 && trigger == 1 ) { digitalWrite(LED3,HIGH); Cayenne.virtualWrite(VIRTUAL_PIN2, HIGH); delay(500); triggerBuzzer(6,100,100); Serial.println("Alarm triggered"); } else { alarm = 0; trigger = 0; digitalWrite(LED3,LOW); Cayenne.virtualWrite(VIRTUAL_PIN2, LOW); } // *********************** If temperature is triggerred ********** if (temp > 45.00) { digitalWrite(LED3,HIGH); Cayenne.virtualWrite(VIRTUAL_PIN2, HIGH); delay(500); triggerBuzzer(10,100,10); Serial.println("Alarm triggered"); } delay(10); } // ************************** End Loop ***************************** // Function: Write to PIR sensor indicator in Web/App *************** void checkSensor() { unsigned long currentMillis = millis(); if (currentMillis - previousMillis >= 250) { currentState = digitalRead(PIR_MOTION_SENSOR); if (currentState != previousState) { Cayenne.virtualWrite(VIRTUAL_PIN1, currentState); previousState = currentState; } previousMillis = currentMillis; } } //*************************************************************** // Function: Detect whether anyone moves in it''s detecting range boolean isPeopleDetected() { int sensorValue = digitalRead(PIR_MOTION_SENSOR); if(sensorValue == HIGH) //if the sensor value is HIGH? { Serial.println("PIR detect motion"); return true; //yes,return true } else { Serial.println("no motion"); return false; //no,return false } } //*************************************************************** // Function : activate buzzer based on parameters received void triggerBuzzer(int iteration,int delay1,int delay2) { for (int i = 1; i < iteration; i++) ? ? ?{ ? ? ? digitalWrite(buzzer, HIGH); ? ? ? delay(delay1); ? ? ? digitalWrite(buzzer, LOW); ? ? ? delay(delay2); ? ? ?} } // *****************************************************************

以下幾種方法可以測(cè)試程序是否正常運(yùn)行。

檢查觸發(fā)警報(bào)時(shí)是否發(fā)送電子郵件。您應(yīng)收到如圖10所示的電子郵件。

圖10. 觸發(fā)警報(bào)時(shí)收到的電子郵件通知

檢查您是否可以看到溫度和氣壓圖。如需顯示圖形，請(qǐng)單擊窗口微件右上角的圖形符號(hào)。

圖11. 傳感器的圖形符號(hào)的顯示

然后還會(huì)顯示圖表：

圖12. 溫度曲線圖示例

下載智能手機(jī)應(yīng)用程序

如前所述，無(wú)論何時(shí)何地只要您能連接WiFi，您就可以24/7全天候?qū)Π卜老到y(tǒng)進(jìn)行監(jiān)控。您可以在網(wǎng)站上或通過(guò)Cayenne手機(jī)應(yīng)用程序進(jìn)行監(jiān)控。您可以在智能手機(jī)上直接下載Cayenne應(yīng)用程序。進(jìn)入App Store(應(yīng)用商店，適用于iPhone）或Google Play商店（適用于Android）并搜索Cayenne然后就能下載。

圖13. Cayenne App

成功安裝應(yīng)用程序后，應(yīng)用程序圖標(biāo)會(huì)顯示在主屏幕上。

單擊應(yīng)用程序圖標(biāo)并登錄myDevices帳戶（電子郵件ID和密碼應(yīng)與上一次設(shè)置帳戶時(shí)相同）。登錄后，您將看到您創(chuàng)建的微件?，F(xiàn)在單擊在線/應(yīng)用程序切換微件就可以打開(kāi)/關(guān)閉警報(bào)；警報(bào)開(kāi)/關(guān)狀態(tài)顏色變?yōu)榫G色，如下圖所示：

圖14. Cayenne App微件

恭喜您！完整的系統(tǒng)已經(jīng)建立！每當(dāng)觸發(fā)警報(bào)時(shí)，您將收到電子郵件通知。

這是一個(gè)包含多個(gè)模塊的有趣項(xiàng)目。將來(lái)還可以添加更多傳感器并增加其他功能和多個(gè)蜂鳴器，以使嗶嗶聲更大。我們還可以考慮通過(guò)更換一些組件來(lái)縮小系統(tǒng)規(guī)模。在此之前，盡情享受吧！