建立一個 MQTT 測試環境

-

如何建立一個MQTT server的測試環境，在網路上有提供MQTT Broker的服務，其中免費的MQTT測試網站列表，如下：

1)      MQTT GO：https://broker.mqttgo.io/，使用說明參考[1]。

2)      EMQX：https://www.emqx.com/，可用谷歌或Github帳號登錄，然後創建MQTT服務。特別留意，這個網站提供的連線方式為MQTT over TLS/SSL。

 有了網路的Broker服務之後，我們需要設計一個訊息發佈的終端，來模擬IoT的設備。利用MQTTnet C# 設計一個client端的工具，可驗證MQTT連線與發佈，工具的操作畫面如下所示。


操作步驟

1)      設定broker網址以及連線的端口，標準端口：1883，或者TLS/SSL端口：8883。不過，這個MQTT GO網站使用標準端口連線，而且不需要user/password。按下Connect鈕後，無論成功與否，會彈出一個連線結果。

2)      成功後，設定右側的Topic欄位，然後再填寫訊息欄，最後按下Publish，這則訊息會傳送到MQTT GO網站，我們再到網站上檢視，如下圖。

3)      開啟瀏覽器到MQTT GO網站，先連線後，再訂閱主題。這裡的主題就是對應上面工具的Topic欄位，訂閱後，就能直接在瀏覽器上面看到工具傳送的訊息。

 


模擬測試

根據水利署的MQTT資料上傳文件[2]，主題的格式為Datastream(物理量GUID)/Observations，而訊息內容為JSON格式。將GUID填入1為模擬代號，下圖是模擬的結果。

 


EMQX連線資訊

EMQX服務器的連線採用MQTT over TLS/SSL，其中連線的user帳號為peter，而password 為********，網址為v351583c.ala.asia-southeast1.emqxsl.com。下圖是連線成功的情況，就可以進行發佈訊息了。

 


 如何訂閱這個主題？我們需要從瀏覽器連接這個網址http://cloud-tools.emqx.com/?host=v351583c.ala.asia-southeast1.emqxsl.com&port=8084&protocol=wss&lang=en，如下圖所示，填入user/password，再按Connect鈕。



 

參考資料

[1] 小霸王實驗室 台灣最快的MQTT上線了－夜市小霸王｜痞客邦

[2] MQTT 資料上傳快速使用手冊.pdf

[3] 水利監測詮釋資料登記及上傳資料內容參考表.pdf

位置： 807台灣高雄市三民區大順三路366巷6號二

留言

發佈留言

此網誌的熱門文章

[筆記] ESP32 在 VS Code 開發環境的編譯與除錯

-
圖片
#  ESP32 評比與教學推薦 NodeMCU-32s 的理由 準備工作 1) 安裝 Visual Studio Code (VS Code)，並安裝其他 C/C++ 插件。 2) 安裝 Python 套件 3) 下載並執行 Setup ESP-IDF Tools：檢查電腦系統的環境，並幫我們把編譯的工具鏈 tool chain 安裝起來。 4) 在 VS Code 安裝 ESP-IDF 插件，點選插件後，看到下圖一並設定路徑後，點擊安裝 ESP-IDF。安裝 v4.2 版本後，會詢問是否下載安裝工具鏈，如果系統已經有安裝，那就設好路徑即可。最後，再安裝 python 虛擬環境給 ESP-IDF，便完成整個環境設定。 圖一：ESP-IDF 擴充插件 建立專案 1) 從 ESP-IDF 選範例專案：按 F1 後，上方的選單輸入 " ESP-IDF: Show Examples Projects "，出現下圖二的範例專案列表，我們可以從中選一個範例來創建，例如我從當中選了 blink 或 hello_word。按下右上方的創建，就會在左半邊出現專案。 圖二：ESP-IDF 範例專案的列表 2) 編譯專案：按 F1 後，上方的選單輸入 " ESP-IDF: Build your project "，VS Code 環境就會開發進行編譯的工作，在下方的欄位會顯示編譯的過程。 3)  設定模組型號：按 F1 後，上方的選單輸入 " ESP-IDF: Device configuration "，彈出選項後，我們選擇 EPS32 為裝置的型號。 4) 電腦接上 ESP32 模組：按 F1 後，上方的選單輸入 " ESP-IDF: Select port to use "，在 VS Code 會自動彈出 COM port 讓我們選擇，點選 EPS32 連接的 COM 即可。 5)  燒錄程式碼到 ESP32：按 F1 後，上方的選單輸入 " ESP-IDF: Select Flash Method and Flash "，彈出選項 JTAG 或 UART，我們選擇 UART 為下載燒錄的方式 (前面我們已經設定 COM 了)。下載燒錄的方式設好了，下次只要...
Read more »

[筆記] Raspberry Pi 樹莓派的軟體開發

-
圖片
前言         本文的實驗過程是以樹莓派 3B+ 為主，Python是樹莓派板子上的操作系統所提供的程式語言，並且板子上的I/O介面控制官方建議用Python語法開發。因此，在樹莓派上寫程式的第一首選當然是Python，我們可以使用系統上內建的 Python 3 IDLE 或 Thonny Python IDE 的整合開發套件。雖然它是推薦的語法，不過樹莓派系統也可以使用 C/C++ 語言來開發程式，而且也內建一套IDE套件。底下就用簡單的程式碼來試試看這些開發套件。 C/C++開發         樹莓派官方的系統提供一套IDE軟體開發套件，稱為 Geany 。它可以編輯C/C++/Java/Python...等語法，並且編譯組建成執行檔，在樹莓派這樣的操作環境下，這已經算不錯的官方IDE套件了。         首先，打開Geany之後，先在工具列上選擇"專案"，並創建一個新專案。舉例來說，我想要測試C++輸出功能，於是創建一個名為TestCpp的專案。接下來，在工具列上選擇"檔案"，並創建一個"開新檔案"，它會讓我們選個範本，此時選Main.cxx。系統幫我們在專案目錄下建立一個C++檔案，有main function的範本，如下圖一所示。         第二步，在這個檔案裡開始寫些簡單的code，寫個Hello World吧！順便編譯與組建一下，看看有沒有成功。不過，我的專業裏頭總不能只有一個Main檔案走遍天下吧？還是需要有些其他檔案來組建。新增一個加法函數的檔案，名為myadd.cxx，存放在專案的目錄下，這時就可以從main函數調用這個外部加法函數，試試看！一開始編譯，發現會產生編譯失敗，這是因為組建的命令沒設定妥當，預設的命令是編譯單一檔案，這會兒需要編譯一堆檔案，所以要調整命令，如圖二所示。再次編譯後，成功了，可以執行看看結果。 圖一：Geany IDE C++ 軟體開發環境 圖二：修改組建的命令 Python開發         樹莓派官方的系統內建兩套IDE軟體開發套件，一套稱為 Pytho...
Read more »

[應用] 在 ESP32 Audio 開發板的 VoIP 範例

-
圖片
開發板介紹         安信可 公司(Ai-Thinker)基於 ESP32 晶片推出一塊具有語音功能的 ESP32 Audio Kit 開發板，簡稱 ESP32-A1S，它與原廠的 ESP32 Lyrat 開發板都使用同一套 ESP-ADF SDK 軟體，但是開發板的電路有些差異，底層的驅動程式需要替換才能順利開發。         首先，最大的差異在 ESP32-A1S 語音編碼晶片採用 AC101 ，不過晶片被封裝在 ESP32 模組上，所以我們在開發板上面看不到這顆晶片，然而 ESP32 Lyrat 板採用 ES8388 晶片，因此在 ESP-ADF 中語音編碼的驅動程式需要更替。另外，其他不一樣的地方都在 GPIO 接腳的連接上，整理後，如下表所示，我們需要調整 ADF 底層的 HAL 和 Board 的配置，SDK 才能正常使用。 表一：ESP32-Lyrat 與 Audio Kit 開發板的差異         第一步，下載 ESP-ADF。在 VS Code 開發環境下[1]，按 F1 後，選取 "Install ESP-ADF"，VS Code 會自動從 GitHub 下載，並安裝 ADF 開發套件。如果是使用 ESP32-Lyrat 板子，可以直接跳到第四步，創建範例開始開發了。使用 ESP32-A1S 板子前，需要調整一下底層代碼，接續前面動作，我們從 GitHub 下載 A1S 的驅動程式， ESP32-A1S-AudioKit  程式碼，其目錄結構與 ADF 一樣，方便我們相互比對兩者差異。         第二步，到  \esp-adf\components\ audio_hal \driver 目錄下，將下載 A1S 裡的 AC101 驅動程式放進來。接著，要將 ac101 目錄和 ac101.c 加到  CMakeLists.txt 文件，同樣也要加到  component.mk 文件裡 ，這樣編譯過程就會把 AC101 驅動程式加進來編譯了。         第三步，我們再到...
Read more »

[筆記] Visual Studio 遠端偵錯的設定步驟

-
圖片
        通常我們用微軟Visual Studio IDE開發程式並且在本機上運行與除錯，但隨著開發系統越來越複雜，程式運行在某台服務器上而不是自己的機器，這時候需要進行遠端程式的除錯，架構如下圖一所示。自己的主機要安裝微軟的Visual Studio 2017 IDE，待測的機器上面要有Remote Debugger工具，雙方透過網路的連線進行除錯。 圖一：遠端除錯與待測機器 [步驟]： 1) 在自己主機上的Visual Studio目錄下面找Remote Debugger這個工具目錄，然後把Remote Debugger工具複製到待測機器上。 2) 程式的除錯屬性要設定正確，屬性頁的遠端Windows偵測工具，如下圖二所示。我們必須設定遠端命令 、 工作目錄 、 遠端機器IP 、連接是否驗證...等等，連線的權限要配合遠端機器的設定。 3) 在遠端機器上的Remote Debugger目錄，開啟 msvsmon.exe，這時只要到工具選單設定連線的權限，如下圖三所示。圖中是設為無權限的方式，不需要驗證使用者。 4) 在VS IDE環境運行遠端Windows偵錯工具，如果發現遠端機器上出現錯誤，錯誤的原因是缺少某些 dll 檔案，如：msvcp140D.dll 、ucrtbased.dll... 。我們在本地主機上找找看這些缺少的檔案，應該能找到，然後再複製到遠端機器的 \Windows\System32 目錄底下。 5) 最後，編譯我們的程式後，要再把exe 、 pdb檔案複製到遠端機器的工作目錄上。接著，運行我們的程式遠端 debug，這樣就可以一步步看著遠端機器上的程式怎麼執行了。 C++遠程偵錯 圖二：C++程式的遠端屬性設定 圖三：遠端機器的連線權限設定 C#遠程偵錯 圖四：C# 程式的遠端偵錯設定
Read more »

[筆記] 整理控制器 STM32 與無線晶片 ESP32 資料

-
圖片
        整理自己常使用的 MCU 控制器，下表是 STM32 系列晶片，F1/F2 核心是 ARM Cortex-M3，適用在網路或 USB 2.0 等周邊控制。F3/F4 核心為 ARM-M4，核心工作時脈更高， 適用在 ADC 資料擷取等控制 。F7/H7 系列是目前最高等級的控制器，H7 為雙核心，適用於影像或顯示方面的控制。         另外，常使用的無線網路控制器是樂鑫 ESP 晶片，下表是 ESP32 系列晶片，最早推出的晶片是 ESP8266 系列，不包含藍芽功能，網路傳輸速度為 75Mbps。後來推出 ESP32 系列，工作時脈較高，網路傳輸也較快，並且多了藍芽功能。         從 espressif 官網資料來看，ESP32-C3 ADC 具有 DMA 功能，之前 ESP32 和 S2 的 ADC 並沒有 DMA 模式。C3 有 DMA 模式，可以減少 CPU 功耗，在省電方面應能表現更佳。 應用 [1]  以 ESP32 無線網為基礎，存取共享CF卡的FTP系統 [2]  LD3320 離線語音辨識晶片與 ESP32 無線傳輸 [3]  以 STM32 晶片的 ADC 為基礎, 設計一個簡易示波器 [4]  在 STM32 控制器上實現一個 FTP server [5]  ESP8266 WiFi to RS485 (MODBUS TCP to RS232) [6]  STM32F373 控制板之自我測試程式
Read more »

[筆記] Raspberry Pi 樹莓派的 I/O 介面開發 in Python

-
圖片
         前面文章 使用C語言控制樹莓派的周邊介面，需要安裝WringPi的介面函式庫。同樣地，使用Python語言也需要一套介面函式庫，稱為 smbus 。樹莓派上的介面，如：I2C、SPI...必須借用smbus函式庫接口來控制這些通訊介面，參考底下的連結，有詳細的說明與使用。 RPi.GPIO Library Raspberry Pi 硬體控制 Using I2C LCD on Raspberry Pi         樹莓派3B+上面的操作系統已經內建smbus函式庫了，當我把I2C LCM1602模組接上後，在命令列輸入sudo i2cdetect -y 1，工具便能搜尋到模組的位址在0x27，表示smbus已經成功在系統內了。接下來，繼續用Python來開發LCM模組的控制，如下圖所示。 圖一：LCM1602 in Python
Read more »

[應用] 藍芽 BLE client/server 架構：BLE remote controller

-
圖片
實作目的         本文要實現一個藍芽 BLE client/server 的架構，以 Filogic 130A 開發板做為智慧音箱的 BLE server 端，另外 ESP32 的藍芽遙控器做為 BLE client 端，架構圖如下所示。在先前的文章 https://han-ya.blogspot.com/2022/04/smart-speaker-on-filogic-130a-kit.html  已經實現智慧音箱的功能，不只是聲控方式，我們還希望能再增加無線遙控的功能。然而， MT7933 晶片(Cortex-M33)本身有語音運算且具有藍芽連接的能力，所以採用 BLE 來達到這項目的。本文的最後一段，有影片呈現實現的結果。         架構中，做為 BLE server 的設備，就是等待其他周邊設備的連接請求，所以連線之前需要發出廣播與配對 (advertising) 的訊號到空中。另一方面，做為 BLE client 的設備，本身要進入掃描模式，查看空中有哪些 server 設備，然後再對特定的 server 提出連線的請求。等連線成功後，client 便可以取得 server 端的 GATT 各種屬性。 圖一：BLE client / server 架構圖 ESP32 client         在 Arduino IDE 開發環境中，ESP32 提供不少範例程式，其中打開範例 ESP32 BLE Arduino\BLE_client，這是一個 client 端的應用，它會開啟 scan 模式，掃描周圍能提供服務的藍芽設備，並將名稱顯示在 COM port 上，如下圖所示，這個範例能掃描到藍芽位址，設備名稱，以及服務的 UUID。一般來說，client 設備上會有顯示資訊，讓我們選擇連線哪一個藍芽設備，在 ESP32 BLE 模組就先用 COM port 充當顯示囉！ 圖二：BLE client 掃描設備的結果         如果 client 端要連線某一指定的設備，要先知道設備名稱，比如我們這個實驗打算連線的是 Filogic 130A 開發板，它廣播的名稱為 " ...
Read more »