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8.5 Rufsystem mit @MQTT

Message Queuing Telemetry Transport (MQTT) ist ein einfaches Messaging-Protokoll und das verbreitetste Protokoll für das Internet der Dinge (IoT).

MQTT definiert die Art und Weise, wie IoT-Geräte Daten übertragen. Sie sind ereignisgesteuert und verwenden das Pub/Sub-Modell zur Verknüpfung. Der Sender (Publisher) und der Empfänger (Subscriber) kommunizieren über Themen. Ein Gerät veröffentlicht eine Nachricht zu einem spezifischen Thema, und alle Geräte, die dieses Thema abonniert haben, erhalten die Nachricht.

In diesem Abschnitt wird ein Serviceklingelsystem mit Pico 2 W, HiveMQ (ein kostenloser öffentlicher MQTT-Brokerdienst) und vier Tasten erstellt. Die vier Tasten stehen für vier Tische im Restaurant, und du kannst auf HiveMQ sehen, welche Tischgäste Service benötigen, wenn der Kunde die Taste drückt.

1. Benötigte Komponenten

Für dieses Projekt benötigst du die folgenden Komponenten.

Es ist definitiv praktisch, ein ganzes Kit zu kaufen, hier ist der Link:

Name	ITEMS IN THIS KIT	LINK
Pico 2 W Starter Kit	450+	Pico 2 W Kit

Du kannst sie auch einzeln über die untenstehenden Links kaufen.

SN	COMPONENT	QUANTITY	LINK
1	Einführung in den Pico 2 W	1
2	Micro USB Cable	1
3	Breadboard	1	KAUFEN
4	Jumper-Kabel	Mehrere	KAUFEN
5	Widerstand	4(10KΩ)	KAUFEN
6	Button	4	KAUFEN
7	Li-Po Charger Module	1
8	18650 Battery	1

2. Den Schaltkreis aufbauen

Warnung

Stelle sicher, dass dein Li-po-Ladegerät wie im Diagramm gezeigt angeschlossen ist. Andernfalls könnte ein Kurzschluss deine Batterie und die Schaltung beschädigen.

3. Besuche HiveMQ

HiveMQ ist ein MQTT-Broker und eine auf dem Client basierende Messaging-Plattform, die schnelle, effiziente und zuverlässige Datenübertragung zu IoT-Geräten ermöglicht.

Öffne HiveMQ Web Client in deinem Browser.
Verbinde den Client mit dem Standard-Public-Proxy.
Klicke auf Add New Topic Subscription.
Gib die Themen ein, denen du folgen möchtest, und klicke auf Subscribe. Die hier eingestellten Themen sollten persönlicher sein, um Nachrichten von anderen Benutzern zu vermeiden, und achte auf Groß- und Kleinschreibung.

4. Installiere das MQTT-Modul

Bevor wir mit dem Projekt beginnen können, müssen wir das MQTT-Modul für Pico 2 W installieren.

Verbinde dich mit dem Netzwerk, indem du do_connect() in der Shell ausführst, die wir zuvor geschrieben haben.
Bemerkung
- Gib die folgenden Befehle in die Shell ein und drücke Enter, um sie auszuführen.
- Wenn du die Skripte do_connect.py und secrets.py nicht auf deinem Pico 2 W hast, siehe 8.1 Zugang zum Netzwerk, um sie zu erstellen.
from do_connect import * do_connect()
Nach einer erfolgreichen Netzwerkverbindung importiere das Modul mip in der Shell und verwende mip, um das Modul umqtt.simple zu installieren, ein vereinfachter MQTT-Client für MicroPython.
import mip mip.install('umqtt.simple')
Du wirst sehen, dass das Modul umqtt nach Abschluss unter dem Pfad /micropython/libs/ von Pico 2 W installiert ist.

5. Führe das Skript aus

Öffne die Datei 8.5_mqtt_publish.py unter dem Pfad pico-2w-kit-main/micropython/iot.
Klicke auf den Knopf Run current script oder drücke F5, um es auszuführen.
Gehe zurück zu HiveMQ Web Client und wenn du eine der Tasten auf dem Steckbrett drückst, wirst du die Nachrichtenaufforderung auf HiveMQ sehen können.
Wenn du möchtest, dass dieses Skript beim Booten ausgeführt wird, kannst du es als main.py auf dem Raspberry Pi Pico 2 W speichern.

Wie funktioniert es?

Dieses Projekt benötigt eine Netzwerkverbindung, verwende die Methode 8.1 Zugang zum Netzwerk, um dich mit dem Netzwerk zu verbinden.

from secrets import *
from do_connect import *
do_connect()

from do_connect import * : Dies importiert die Funktion do_connect(), welche die Logik für die Verbindung mit Wi-Fi unter Verwendung des network-Moduls enthält. Nachdem die Funktion do_connect() aufgerufen wurde, verbindet sie sich mit dem in secrets.py angegebenen Wi-Fi-Netzwerk. Wenn die Verbindung fehlschlägt, wird eine Ausnahme ausgelöst; wenn sie erfolgreich ist, wird mit dem nächsten Schritt fortgefahren.

from secrets import * : Die Datei secrets.py ist in der Regel eine separate Datei, die dazu dient, deine Wi-Fi-SSID, das Passwort und andere sensible Informationen (wie API-Schlüssel) zu speichern. Dies hilft, sensible Informationen nicht direkt im Hauptcode einzubetten.

Initialisiere 4 Tastenpins.

sensor1 = Pin(16, Pin.IN)
sensor2 = Pin(17, Pin.IN)
sensor3 = Pin(18, Pin.IN)
sensor4 = Pin(19, Pin.IN)

Erstelle zwei Variablen, um die URL und client ID des MQTT-Brokers zu speichern, mit dem wir uns verbinden werden. Da wir einen öffentlichen Broker verwenden, wird unsere client ID nicht verwendet, selbst wenn eine erforderlich ist.

mqtt_server = 'broker.hivemq.com'
client_id = 'Jimmy'

Verbinde dich mit dem MQTT-Agenten und halte die Verbindung eine Stunde lang aufrecht. Wenn es fehlschlägt, setze den Pico 2 W zurück.

try:
    client = MQTTClient(client_id, mqtt_server, keepalive=3600)
    client.connect()
    print('Connected to %s MQTT Broker'%(mqtt_server))
except OSError as e:
    print('Failed to connect to the MQTT Broker. Reconnecting...')
    time.sleep(5)
    machine.reset()

Erstelle eine Variable topic, das ist das Thema, dem der Abonnent folgen muss. Es sollte das gleiche sein wie das Thema, das in Schritt 4 von 3. Besuche HiveMQ oben ausgefüllt wurde. Übrigens konvertiert b hier Zeichenfolge zu Byte, weil MQTT ein binär-basiertes Protokoll ist, bei dem die Steuerelemente binäre Bytes sind und keine Textzeichenfolgen.

topic = b'SunFounder MQTT Test'

Setze Unterbrechungen für jede Taste. Wenn eine Taste gedrückt wird, wird eine Nachricht unter topic veröffentlicht.

def press1(pin):
    message = b'button 1 is pressed'
    client.publish(topic, message)
    print(message)

sensor1.irq(trigger=machine.Pin.IRQ_RISING, handler=press1)

UMQTT Client API