Реализация HTTP-подключения для IIoT Edge-устройств: урок Raspberry Pi с DHT-12

Примечание редактора: Промышленный интернет вещей (IIoT) даёт глубокую прозрачность промышленных операций, повышая эффективность подключённых машин и систем. Крупномасштабные IIoT-решения опираются на многослойные архитектуры для сбора данных с разнообразных датчиков, их безопасной передачи в облако и выполнения аналитики, превращающей сырые данные в действенные инсайты. В книге «Industrial Internet Application Development» авторы разбирают архитектуру IIoT и описывают стратегии удовлетворения этих требований.

Адаптировано из Industrial Internet Application Development, авторы: Алена Траукина, Джаянт Томас, Прашант Тяги, Кишор Реддипалли.

Глава 3. Разработка IIoT Edge (продолжение)

Авторы: Алена Траукина, Джаянт Томас, Прашант Тяги, Кишор Реддипалли

Протоколы прикладного уровня — HTTP

Ниже приведён практический пример демонстрации передачи данных с датчика температуры и влажности DHT‑12 на удалённый сервер с использованием хаба Raspberry Pi и протокола HTTP.

Поток данных от датчика DHT‑12 к приёмнику

HTTP остаётся наиболее широко принятым протоколом в вебе, лежащим в основе практически каждого сайта и мобильного приложения. Таблица ниже суммирует его ключевые характеристики для определения пригодности к вашему IIoT-сценарию.

Необходимые компоненты

Необходимое ПО:

• Node.js 6+
• request пакет
• rpi-dht-sensor пакет
• Docker

Необходимое железо:

• Raspberry Pi 3 Model B
• Блок питания 2 А/5 В
• microSD карта 8 ГБ+ + SD-адаптер
• Датчик температуры и влажности DHT‑12
• Макетная плата и провода Dupont
• Ethernet-кабель для проводного подключения

Сборка устройства

Подключите датчик DHT‑12 к Raspberry Pi через макетную плату по схеме ниже.

Подготовка SD-карты

1. Скачайте последний образ Raspbian Lite с Raspberry Pi OS.
2. Вставьте SD-карту в компьютер и запишите образ с Etcher (https://www.balena.io/etcher/).
3. Включите SSH, создав пустой файл ssh в разделе /boot:
   cd /Volumes/boot
touch ssh
4. Для включения Wi‑Fi создайте wpa_supplicant.conf в /boot со следующим содержимым:
   

   network={ ssid="YOUR_SSID" psk="YOUR_WIFI_PASSWORD" }

5. Вставьте SD-карту обратно в Raspberry Pi и включите питание.

После загрузки Pi можно зайти по SSH (учётные данные по умолчанию: pi/raspberry) и начать настройку приложения датчика.

Настройка Node.js проекта

5. Создайте директорию проекта:
   mkdir -p ~/sensor
6. В ~/sensor/package.json добавьте следующую конфигурацию:
   

   { "name": "sensor", "version": "1.0.0", "description": "", "main": "index.js", "scripts": { "start": "node index.js", "test": "echo \"Error: no test specified\" && exit 1" }, "author": "", "license": "ISC", "dependencies": { "request": "^2.81.0", "rpi-dht-sensor": "^0.1.1" } }

7. В ~/sensor/index.js вставьте следующий код, заменив REMOTE-SERVER-ADDRESS.com на URL вашего сервера:
   

   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();

8. Опционально: создайте Dockerfile для контейнеризированного развёртывания:
   

   FROM hypriot/rpi-node:boron-onbuild

Выполните npm install в директории проекта, затем запустите приложение с npm start. Датчик начнёт отправлять показания температуры и влажности на указанный HTTP-эндпоинт каждую секунду.

Для комплексного end-to-end решения — включая облачную инжест, аналитику и дашборды — обратитесь к более широким рекомендациям по архитектуре IIoT в оригинальном тексте.