树莓派 + Arduino UNO + 三星 SAMI 极速构建火灾检测系统

教程概述

本教程指导你创建一个紧凑的物联网火灾检测系统，通过 WebSocket 将火焰传感器读数流式传输到三星 SAMI，使用 Arduino UNO 和树莓派。

我们将采用简单的现成红外火焰传感器，向 Arduino 上传轻量级草图，在树莓派上运行 Node.js 脚本将数据转发给 SAMI。

前置知识

本教程假设你熟悉基本 SAMI API。

系统架构

下图说明高层流程：

• 联网树莓派
• 带面包板的 Arduino UNO
• 红外火焰传感器
• USB、电源线及面包板接线

软件组件：

• 运行在 UNO 上的 Arduino 草图
• 运行在树莓派上的 Node.js 脚本

立即下载软件包。

若无树莓派，也可照做。将 Arduino 连接到有网络的电脑，在该机器运行 Node.js 脚本即可。

步骤 1：创建并连接新设备类型

1. 登录 SAMI 开发者门户。无三星账号请先注册。
2. 点击 “+ New Device Type”。
3. 命名设备类型为 “Flame Sensor”，分配唯一标识符如 “com.example.iot.flame”。
4. 点击 “Create Device Type” 进入设备类型页面。

现在为 “Flame Sensor” 设备类型创建 Manifest。

1. 左栏点击 “Flame Sensor”。
2. 导航到 “Manifest” 点击 “+ New Version”。
3. 字段名输入 onFire，数据类型选 Boolean。
4. 点击 “Save” 然后 “Next: Actions”。
5. 本教程跳过 Actions，点击 “Save New Manifest”。

Simple Manifest 自动批准。请勿发布此设备类型，仅供教程用途。

最后通过用户门户连接新 Flame Sensor 设备：

1. 登录 SAMI 用户门户。
2. 仪表盘点击连接新设备。
3. 选择刚创建的 “Flame Sensor” 设备类型。
4. 点击 “Connect Device…”，返回仪表盘。
5. 点击新增设备的设置图标。弹窗中选 “GENERATE DEVICE TOKEN…”。
6. 复制显示的设备 ID 和设备令牌——代码中需要。

步骤 2：配置 Arduino

按上图将红外火焰传感器接到 Arduino。然后用 Arduino IDE 上传以下草图（read_flame_sensor.ino）。草图每 5 秒（可调）读取传感器并将数字值发送到串口。在 SAMI 中，“0”表示检测到火焰；“1”表示无火焰。

/* read_flame_sensor.ino */
// 读取间隔
const int delayBetweenReads = 5000; // 5 秒
// 火焰探测器引脚
const int flameDigitalPinIn = 2;

void setup() {
    // 初始化串口通信 9600 波特
    Serial.begin(9600);
    pinMode(flameDigitalPinIn, INPUT);
}

void loop() {
    // HIGH (1) = 无火，LOW (0) = 检测到火
    int flameDigitalReading = digitalRead(flameDigitalPinIn);
    Serial.println(String(flameDigitalReading));
    delay(delayBetweenReads);
}

步骤 3：配置树莓派

将树莓派连接显示器、鼠标、键盘。确保有可用以太网或 Wi‑Fi 且系统最新：

1. $ sudo apt-get update
2. $ sudo apt-get upgrade

若未装 Node.js，安装 ARM 兼容版并通过 npm 添加依赖：

1. $ npm install serialport
2. $ npm install ws

将 Arduino 串口通过 USB 连到树莓派。

下载 Node.js 脚本（send_data_to_sami.js），将 device_id 和 device_token 占位符替换为前面复制的凭据。

/* send_data_to_sami.js */
var webSocketUrl = "wss://api.samsungsami.io/v1.1/websocket?ack=true";
var device_id = "YOUR_DEVICE_ID";
var device_token = "YOUR_DEVICE_TOKEN";
var isWebSocketReady = false;
var ws = null;
var serialport = require("serialport");
var SerialPort = serialport.SerialPort;
var sp = new SerialPort("/dev/ttyACM0", {
    baudrate: 9600,
    parser: serialport.parsers.readline("\n")
});
var WebSocket = require('ws');

/** 获取当前毫秒时间戳 */
function getTimeMillis(){
    return parseInt(Date.now().toString());
}

// 建立 WebSocket 连接并注册设备
ws = new WebSocket(webSocketUrl, {
    headers: {
        "Authorization": `Bearer ${device_token}`
    }
});
ws.on("open", () => {
    isWebSocketReady = true;
    register();
});

function register() {
    var registerMsg = {
        "topic": "sami/device/register",
        "data": { "deviceId": device_id }
    };
    ws.send(JSON.stringify(registerMsg));
}

sp.on("data", (data) => {
    if (isWebSocketReady) {
        var message = {
            "topic": "sami/device/telemetry",
            "data": {
                "onFire": data.trim() === "0"
            }
        };
        ws.send(JSON.stringify(message));
    }
});

脚本运行后，火焰传感器读数将实时流式传输到 SAMI。

更多详情请参考完整教程：Make a fire detector in minutes with Samsung SAMIIO, Arduino UNO and Raspberry Pi。