本篇文章基於WebThings教學#1~5，請先閱讀完並設定好你的ESP32與樹莓派後再開始進入此篇，首先請先確認儀表板的圖示如下

到選單的紀錄，並點選右下角來加入紀錄的profile

要記錄chosemaker Tempe and Hum的溫度，並指保留7天數據，由於Webthings是將資料放於sqlite3資料庫，這部分需請自行評估IO rate部分計算可以容納多少設備同時寫入

接著點入chosemaker Tempe and Hum，即開始繪圖，可以選分/小時/天來查看連續數職的曲線

這篇文章 [WebThings教學#7] WebThings做出IoT物聯網平台，紀錄Log數值與查看曲線圖 最早出現於 醬是創客。

本篇文章基於WebThings教學#1~5，請先閱讀完並設定好你的ESP32與樹莓派後再開始進入此篇，首先請先確認儀表板的圖示如下

在左邊的選單點選規則後，並點右下的+

我們先建立一個profile叫more33，設定當chosemaker Tempe and Hum的溫度大於33度時，chosemaker Lamp的繼電器會開啟電燈，藍底部分可以拖拉設備至中間，中間的左方為輸入區拉入chosemaker Tempe and Hum並設定Temp>33，中間的右方為輸出區拉入chosemaker Lamp並設定開

我們再建立一個profile叫less33，設定當chosemaker Tempe and Hum的溫度小於33度時，chosemaker Lamp的繼電器會關閉電燈，藍底部分可以拖拉設備至中間，中間的左方為輸入區拉入chosemaker Tempe and Hum並設定Temp<33，中間的右方為輸出區拉入chosemaker Lamp並設定關

這時候系統就可以做到自動化控制，以33度C為分隔，過高則開燈，過低則關燈，可以看到下方還有一個Clock的功能，它也可以拖入來設定某段時間才允許觸發條件

這篇文章 [WebThings教學#6] WebThings做出IoT物聯網平台簡易溫溼度與繼電器自動化控制系統實作 最早出現於 醬是創客。

以下是我們今天的目標

• 定義溫度與濕度感應器的Types(TemperatureSensor, HumiditySensor)
• 了解WebThingAdapter的更新方法
• ThingDevice定義該設備定義(開關、溫度、濕度……等)、描述、名稱、網址ID
• ThingProperty定義多個Sensor屬性(TemperatureProperty,HumidityProperty)
• ThingPropertyValue定義為Sensor數值

設備:
樹莓派4B #露天拍賣 #蝦皮購物
安信可NodeMCU-32S #露天拍賣 #蝦皮購物
TTL485轉換板 #露天拍賣 #蝦皮購物
TH485溫溼度板 #露天拍賣 #蝦皮購物

接線方式:
NodeMCU-32S(3.3V或5V)—-TTL485轉換板(VCC)
NodeMCU-32S(GND)—-TTL485轉換板(GND)
NodeMCU-32S(GPIO17設為TX2)–TTL訊號–TTL485轉換板(RXD)
NodeMCU-32S(GPIO16設為RX2)–TTL訊號–TTL485轉換板(TXD)
TTL485轉換板(A/D+)–線–TH485(A)
TTL485轉換板(B/D-)–線–TH485(B)
DC 12V(+)–TH485(+)
DC 0V(-)–TH485(-)

TH485溫溼度設備Modbus RTU規格:
溫度: InputRegisters,0x0001,0.1C
濕度: InputRegisters,0x0002,0.1H
Buad Rate: 9600,N,8,1
Slave ID: 1

Ai-Thinker安信可NodeMCU-32S的腳位圍(資料來源:安信可)

Arduino 範例程式碼如下

//醬是創客 開發實作的好夥伴
#define LARGE_JSON_BUFFERS 1
#define RXD2 16
#define TXD2 17
#include <WiFi.h>
#include <Thing.h>
#include <WebThingAdapter.h>
#include <ModbusMaster.h>

//SSID/PW
const char *ssid = "iot";
const char *password = "chosemaker";
// ModbusMaster object
ModbusMaster node;
uint8_t result;
uint16_t data[2];
//WebThings
WebThingAdapter *adapter;
const char *temphumTypes[] = {"TemperatureSensor", "HumiditySensor", nullptr};
ThingDevice temphum("chosemaker-temp-hum-1", "", temphumTypes);
//溫度
ThingProperty sensorTemp("temp", "", NUMBER, "TemperatureProperty");
ThingPropertyValue tempVal;
//濕度
ThingProperty sensorHumd("hum", "", NUMBER, "HumidityProperty");
ThingPropertyValue humVal;

void setup()
{
  Serial2.begin(9600, SERIAL_8N1, RXD2, TXD2);
  // Modbus slave ID 1 使用 Serial2
  node.begin(1, Serial2);
  Serial.begin(115200);
  
  WiFi.begin(ssid, password);    
  while (WiFi.status() != WL_CONNECTED) {
    delay(500);
    Serial.print(".");
  }

  Serial.println("");
  Serial.print("Connected to ");
  Serial.println(ssid);
  Serial.print("IP address: ");
  Serial.println(WiFi.localIP());
  //WebThings  
  adapter = new WebThingAdapter("temp-hum", WiFi.localIP());
  temphum.title = "chosemaker Tempe and Hum";
  temphum.description = "chosemaker's Temperature and Humidity";
  //溫度
  sensorTemp.title = "Temp";
  sensorTemp.unit = "degree celsius";
  sensorTemp.readOnly = "true";
  temphum.addProperty(&amp;sensorTemp);
  //濕度 
  sensorHumd.title = "Hum";
  sensorHumd.unit = "percent";
  sensorHumd.readOnly = "true";
  temphum.addProperty(&amp;sensorHumd);
  //WebThingAdapter
  adapter->addDevice(&amp;temphum);
  adapter->begin();

  Serial.println("HTTP server started");
  Serial.print("http://");
  Serial.print(WiFi.localIP());
  Serial.print("/things/");
  Serial.println(temphum.id);
}
  
void loop()
{
  //WebThingAdapter
  adapter->update();

  //InputRegister 0x0001~0x0002
  result = node.readInputRegisters(0x0001, 2);   
  if (result == node.ku8MBSuccess)
  {
    //溫度InputRegister 0x0001
    data[0] = node.getResponseBuffer(0);
    tempVal.number = data[0] * 0.1;
    //濕度InputRegister 0x0002
    data[1] = node.getResponseBuffer(1);
    humVal.number = data[1] * 0.1;
  }
  //Set Value
  sensorTemp.setValue(tempVal);
  sensorHumd.setValue(humVal);

  delay(2000);
}

Arduino 序列埠監控視窗 輸出如下

..
Connected to iot
IP address: 192.168.2.179
MDNS responder started
HTTP server started
http://192.168.2.179/things/chosemaker-temp-hum-1

我們打開登入樹莓派的WebThings Gateway，在儀錶板的右下角點擊”+”並於”輸入web thing網址”輸入http://192.168.2.179/things/chosemaker-temp-hum-1，並儲存

此時我們也可以連入http://192.168.2.179/things/chosemaker-temp-hum-1 ，可以看到這是一個JSON文件，Server於第一次取得設定檔時會連到Client抓取JSON回去對應欄位

{"id":"chosemaker-temp-hum-1","title":"chosemaker Tempe and Hum","@context":"https://iot.mozilla.org/schemas","description":"A web chosemaker Temperature and Humidity","base":"http://192.168.2.179/","securityDefinitions":{"nosec_sc":{"scheme":"nosec"}},"security":"nosec_sc","@type":["TemperatureSensor","HumiditySensor"],"links":[{"rel":"properties","href":"/things/chosemaker-temp-hum-1/properties"},{"rel":"actions","href":"/things/chosemaker-temp-hum-1/actions"},{"rel":"events","href":"/things/chosemaker-temp-hum-1/events"},{"rel":"alternate","href":"ws://192.168.2.179/things/chosemaker-temp-hum-1"}],"properties":{"hum":{"type":"number","readOnly":true,"unit":"percent","title":"Hum","@type":"HumidityProperty","links":[{"href":"/things/chosemaker-temp-hum-1/properties/hum"}]},"temp":{"type":"number","readOnly":true,"unit":"degree celsius","title":"Temp","@type":"TemperatureProperty","links":[{"href":"/things/chosemaker-temp-hum-1/properties/temp"}]}}}

在儀錶板的位置即可以看到加入的chosemaker Tempe and Hum設備，可以點擊該右上角小圖式打開可以看到溫度與濕度，我們預設讓溫度顯示排在最前面

這篇文章 [WebThings教學#5] WebThings IoT物聯網平台連結ESP32 Arduino開發板抓取溫度、濕度 最早出現於 醬是創客。

以下是我們今天的目標

• 使用WebThingAdapter.h與Thing.h
• 了解WebThingAdapter的更新方法
• ThingDevice定義該設備定義(開關、溫度、濕度……等)、描述、名稱、網址ID
• ThingProperty定義多個Sensor屬性

設備:
樹莓派4B #露天拍賣 #蝦皮購物
安信可NodeMCU-32S #露天拍賣 #蝦皮購物
DC5V控制AC110V繼電器 #露天拍賣 #蝦皮購物
110V LED燈

接線方式:
NodeMCU-32S(GPIO22)–DO訊號–DC5V控制AC110V繼電器(IN訊號)
DC 5V(+)–DC5V控制AC110V繼電器(DC+)
DC 0V(-)–DC5V控制AC110V繼電器(DC-)
DC5V控制AC110V繼電器(COM)-2.0白扁線-110V市電火線
DC5V控制AC110V繼電器(NO)-2.0白扁線-110V LED電燈-110V市電水線
DC5V控制AC110V繼電器(H)使用高電位觸發

Ai-Thinker安信可NodeMCU-32S的腳位圍(資料來源:安信可)

Arduino 範例程式碼如下
請注意: WordPress的bug，它把&轉換成HTML的&amp;
因此內文中有出現&amp;請自行轉成&

//醬是創客 開發實作的好夥伴
#define LARGE_JSON_BUFFERS 1
#include <WiFi.h>
#include <Arduino.h>
#include <Thing.h>
#include <WebThingAdapter.h>
//SSID/PW/Pin
const char *ssid = "iot";
const char *password = "chosemaker";
const int lampPin = 22;
//WebThings
WebThingAdapter *adapter;
const char *lampTypes[] = {"OnOffSwitch", nullptr};
ThingDevice lamp("chosemaker-lamp-1", "chosemaker Lamp", lampTypes);
ThingProperty lampOn("on", "Whether the lamp is turned on", BOOLEAN,"OnOffProperty");
bool lastOn = true;

void setup()
{
  Serial.begin(115200);
  
  pinMode(lampPin, OUTPUT);
  digitalWrite(lampPin, HIGH);
  WiFi.begin(ssid, password);    
  while (WiFi.status() != WL_CONNECTED) {
    delay(500);
    Serial.print(".");
  }

  Serial.println("");
  Serial.print("Connected to ");
  Serial.println(ssid);
  Serial.print("IP address: ");
  Serial.println(WiFi.localIP());
  
  adapter = new WebThingAdapter("led-lamp", WiFi.localIP());
  lamp.description = "IoT chosemaker lamp";
  lampOn.title = "On/Off";
  lamp.addProperty(&amp;lampOn);
  adapter->addDevice(&amp;lamp);
  adapter->begin();

  Serial.println("HTTP server started");
  Serial.print("http://");
  Serial.print(WiFi.localIP());
  Serial.print("/things/");
  Serial.println(lamp.id);

  // set initial values
  ThingPropertyValue initialOn = {.boolean = true};
  lampOn.setValue(initialOn);
  (void)lampOn.changedValueOrNull();

}
  
void loop()
{
  adapter->update();
  bool on = lampOn.getValue().boolean;
  if (on) {
    digitalWrite(lampPin, HIGH);    
  } else {
    digitalWrite(lampPin, LOW);
  }

  if (lastOn != on) {
    lastOn = on;
  }
  delay(1000);
}

Arduino 序列埠監控視窗 輸出如下

Connected to iot
IP address: 192.168.2.188
MDNS responder started
HTTP server started
http://192.168.2.188/things/chosemaker-lamp-1

我們打開登入樹莓派的WebThings Gateway，在儀錶板的右下角點擊”+”並於”輸入web thing網址”輸入http://192.168.2.188/things/chosemaker-lamp-1，並儲存

此時我們也可以連入http://192.168.2.188/things/chosemaker-lamp-1 ，可以看到這是一個JSON文件，Server於第一次取得設定檔時會連到Client抓取JSON回去對應欄位

{"id":"chosemaker-lamp-1","title":"chosemaker Lamp","@context":"https://iot.mozilla.org/schemas","description":"IoT chosemaker lamp","base":"http://192.168.2.188/","securityDefinitions":{"nosec_sc":{"scheme":"nosec"}},"security":"nosec_sc","@type":["OnOffSwitch"],"links":[{"rel":"properties","href":"/things/chosemaker-lamp-1/properties"},{"rel":"actions","href":"/things/chosemaker-lamp-1/actions"},{"rel":"events","href":"/things/chosemaker-lamp-1/events"},{"rel":"alternate","href":"ws://192.168.2.188/things/chosemaker-lamp-1"}],"properties":{"on":{"type":"boolean","title":"On/Off","description":"Whether the lamp is turned on","@type":"OnOffProperty","links":[{"href":"/things/chosemaker-lamp-1/properties/on"}]}}}

在儀錶板的位置即可以看到加入的chosemaker Lamp設備，可以點擊該圖式打開和關閉電燈開關

這篇文章 [WebThings教學#4] WebThings IoT物聯網平台與ESP32 Arduino連動控制繼電器開啟、關閉電燈 最早出現於 醬是創客。

以下是我們今天的目標

• 安裝套件webthing-arduino
• 安裝套件ESPAsyncWebServer
• 安裝套件AsyncTCP
• 找出電腦的Arduino對應Libraries路徑
• Github下載套件

設備:
安信可NodeMCU-32S #露天拍賣 #蝦皮購物

我們先找出電腦的Arduino對應Libraries路徑，打開 Arduino>>檔案>>偏好設定，在草稿碼簿的位置代表著Libraries與程式碼都在那

舉例來說草稿碼簿的位置是C:\Users\chosemaker\Documents\Arduino\，Libraries的路徑就會在C:\Users\chosemaker\Documents\Arduino\libraries

webthing-arduino套件請到 https://github.com/WebThingsIO/webthing-arduino/archive/master.zip 下載後並解壓縮至C:\Users\chosemaker\Documents\Arduino\libraries

ESPAsyncWebServer套件請到 https://github.com/me-no-dev/ESPAsyncWebServer/archive/master.zip 下載後並解壓縮至C:\Users\chosemaker\Documents\Arduino\libraries

AsyncTCP套件請到 https://github.com/me-no-dev/AsyncTCP/archive/master.zip 下載後並解壓縮至C:\Users\chosemaker\Documents\Arduino\libraries

將以上套件上入資料夾後，請關閉你的Arduino，並重新打開Arduino即可開始include套件

這篇文章 [WebThings教學#3] WebThings Framework的Arduino Libraries套件安裝與環境設置 最早出現於 醬是創客。

設備:
1 x Raspberry Pi(建議3以上) 樹莓派4B #露天拍賣 #蝦皮購物
1 x Micro SD(Class 10, 8G以上)

第1步: 下載樹莓派的image檔案，下載後先解壓縮該檔案成.img

第2步: 使用Win32DiskImager或Etcher將.img檔案燒入至Micro SD卡

第3步: 將Micro SD卡放入樹莓派，並開機

第4步: 樹莓派開機後，會自動變成Wi-Fi hotspot，打開你的手機或筆電，搜尋”WebThings Gateway XXXX”，XXXX代表樹莓派MAC address尾碼

第5步: 連上樹莓派後，輸入http://192.168.2.1，先設定樹莓派連結到你的Wi-Fi，並設定好帳號密碼等設定

第6步: 從你的無線路由器找出樹莓派的IP即可開始使用

我們來實測WebThings Gateway功能

可以透過URI的方式新增機器，另一端可以搭配Arduino或其他設備用WebThings Framework下去跑

Dashboard儀錶板的部分，可以看出各設備的即時狀況，也可以點入再看細節，如溫度濕度

Rule控制部分，以下面的範例來說，當My Lamp的溫度大於33度的時候，My Lamp5的開關會被打開

記錄檔Log，可以記錄設備的連續數值，可以看到Chart的變化，但這個是存在SQLite裡面，記得自行計算IO效能

最好用的莫過是附加元件，有好心人幫忙開發好一些套件，舉例可以送Alarm Notification到Telegram，這樣你就知道何時發生什麼事情

這篇文章 [WebThings教學#2] 使用樹莓派當WebThings Gateway 開源物聯網CMS控制器伺服器主機 最早出現於 醬是創客。

WebThings Gateway可以當成簡易的平台，可以在樹莓派/Linux/Docker下跑，這個開源平台支援Alarm(EX: 當溫度設備觸發條件以後，可以透過E-mail、通訊App收到notification通知)、Log(紀錄連續時間的設備數值)、Rule(EX: 當溫度設備觸發條件以後，會讓某一台設備的relay動作)、人員管理

WebThings Framework可以當成資料挖掘或控制edge設備，舉例來說我們可以用import Arduino的WebThings Framework lib，並自行寫好對應的程式(可以寫ESP32與relay on/off控制、或透過ESP32抓回modbus溫濕度後拋往Gateway)，並讓WebThings Gateway可以直接連線控制，目前支援Arduino、Node.js、Python、Java、Rust、MicroPython

我們來分析一下技術面

WebThings Gateway是以Node.js來寫的，並搭配sqlite3來儲存Log資料，我想大家也知道sqlite和MySQL和MSSQL的差別，簡單說WebThings Gateway就是定義存放少量設備的連續數值，因為它最主要的目的是拿來用Rule和Notification來控制IoT設備的運作與告警，如果你是用樹莓派來跑WebThings Gateway並開啟Log，就要小心長時間後Micro SD卡容易壞掉。WebThings Gateway會透過網路來控制/管理/推撥WebThings Framework的設備，那如果網路斷線怎麼辦?當然是全部都不會動，所以如何用出好的網路環境，是重要的課題，我想現在網路技術穩定性很高，坊間也有專做商用/工業網路的系統整合商，這應該不難。通常會選擇WebThings的解決方案，就是要為了高CP值省錢，通常不會把軟體/硬體規格搞得非常複雜。如果真的要防ESD、突波、雷擊、放在無塵室或工業環境，這種都會去找研華和Moxa並搭配它們的平台設計

我們來看實際應用

安橋聖科技將WebThings放於有預算限制的小型智慧農業，設備有一台樹莓派(WebThings Gateway)、數台ESP32搭配relay(WebThings Framework的設備)、數台ESP32搭配溫濕度計(WebThings Framework的設備)、網路設備，並透過溫溼度規則來控制風機，通常這些都可以很穩定的運作，但最重要的就是無線網路，無線網路在高濕度和低濕度的表現都會不同，這也是所提到的天氣與網路穩定性會影響是否能正常運作

這篇文章 [WebThings教學#1] 開源物聯網IoT平台與設備專案WebThings Gateway與Framework介紹 最早出現於 醬是創客。