IOT Term Project

Specification

• Read temperature sensor on Arduino periodically,
• Send the data to gateway server using CoAP protocol
• gateway server record the temperature to MongoDB
• Front-End Web Client using REST API to get the records from database
• Display the data and render to line chart using CanvasJS

Simple Software Model

Implementation

Arduino Sensors HUB and CoAP Client

• Hardware
  • pinA0 -> temperature sensor
  • pin13 -> LED
  • pin4 -> ESP8266 TX
  • pin5 -> ESP8266 RX
  • 5V -> ESP8266 VCC & CH_PD
  • GND -> ESP GND
• Setup
  • 設定ESP8266與電腦的serial port的baudrate
  • 利用AT指令集使ESP8266連上Wifi
  • 將LED預設為關
  • 製作一個buffer，其內容為CoAP的封包格式
• Loop
  • 讀取溫度sensor
  • 自動偵測模式下，溫度超過30度會觸發LED亮起
  • 更改封包的內容，將溫度、LED狀態與message id改成現在的狀態
  • 利用ESP8266送出CoAP封包後等待回應
  • 依照回應的內容決定是否要更新LED的狀態

Gateway Server

• CoAP Server
  • 接收來自Arduino的CoAP封包
    • 讀取溫度與LED燈資料
    • 更新MongoDB資料庫資料
    • 傳送Web API控制LED的回應給Arduino
• Web API Server
  • GET 最近20筆Arduino的溫度與LED資料
  • GET Arduino歷史最高溫/最低溫資料
  • GET Arduino最近(x小時)的最高溫/最低溫資料
  • PUT 控制Arduino LED的模式(開/關/自動偵測)

Web Interface

• 最近20筆Arduino的溫度動態折線圖
• 歷史/最近十秒內的最高溫最低溫動態資料
• 顯示LED燈狀態
• 以開關切換LED的模式(開/關/自動偵測)
• 溫度超過30度會提示警告訊息

Reference

• Arduino Dev.

  • CoAP

    • Simple CoAP Lib. for Arduino

  • sensor

    • Temperature Seneor

  • Wifi

    • WiFi module
    • Wifi user manual

• Node.JS Dev.

  • npm package: CoAP
  • CoAP with DB