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HTTP协议在IIoT边缘设备上的落地实战:树莓派+DHT-12温湿度传感器教程

编者按:IIoT通过分层架构采集多源传感器数据、安全传至云端、执行分析转化为可执行智能。《工业互联网应用开发》剖析架构与满足策略。

改编自《工业互联网应用开发》,作者Alena Traukina、Jayant Thomas、Prashant Tyagi、Kishore Reddipalli。


第3章 IIoT边缘开发(续)

应用层协议——HTTP

本节演示如何用树莓派网关通过HTTP协议将DHT-12温湿度传感器数据发送至远程服务器。

HTTP协议在IIoT边缘设备上的落地实战:树莓派+DHT-12温湿度传感器教程
DHT-12传感器到接收端的数据流

HTTP是Web最广泛采用协议,支撑几乎所有网站与移动应用。下表汇总关键特性助你评估是否适配IIoT场景。

关键项数值
开源是
OSI层应用层
数据类型文本、HTML、脚本、样式、字体、JSON、XML、流、二进制
局限不适合大二进制载荷
可用操作发送/接收数据
延迟低
用途按需请求
安全是(TLS/SSL)
压缩是(如gzip)

所需软硬件

软件:Node.js 6+、request包、rpi-dht-sensor包、Docker

硬件:树莓派3 Model B、2A/5V电源、8GB+ microSD卡、DHT-12温湿度传感器、面包板杜邦线、以太网线

设备组装

按接线图通过面包板将DHT-12接入树莓派。

SD卡准备

  1. 下载最新Raspbian Lite镜像(树莓派官网)
  2. 插入SD卡至电脑,用Etcher(balena.io/etcher)烧录镜像
  3. 启用SSH:在/boot分区创建空文件ssh
    cd /Volumes/boot && touch ssh
  4. 启用Wi-Fi:在/boot创建wpa_supplicant.conf
    network={ ssid="YOUR_SSID" psk="YOUR_WIFI_PASSWORD" }
  5. 插回SD卡上电启动树莓派

启动后通过SSH登录(默认pi/raspberry)开始配置传感器应用。

Node.js项目搭建

  1. 创建项目目录:mkdir -p ~/sensor
  2. 在~/sensor/package.json写入配置(含request、rpi-dht-sensor依赖)
  3. 在~/sensor/index.js粘贴代码,替换REMOTE-SERVER-ADDRESS.com为实际服务器地址:
    var rpiDhtSensor = require('rpi-dht-sensor'); var request = require('request');
    var receiver = 'https://REMOTE-SERVER-ADDRESS.com:8080';
    var dht = new rpiDhtSensor.DHT11(2);
    function read() {
      var readout = dht.read();
      var data = { temperature: readout.temperature.toFixed(2), humidity: readout.humidity.toFixed(2) };
      console.log(data);
      data.device = 'raspberry';
      request.post({url: receiver, form: data}, function(err) { if(err) console.log('Failed to send to ' + receiver); });
      setTimeout(read, 1000);
    }
    read();
  4. 可选:创建Dockerfile(FROM hypriot/rpi-node:boron-onbuild)

执行npm install后npm start,传感器开始每秒向HTTP端点发送温湿度读数。

完整端到端方案(云端接入、分析、仪表盘)请参考原书IIoT架构指南。

物联网技术

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