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iota硬件集成实战教程

本教程面向iota初学者,我们将学习如何开发基于指定IOTA地址的余额来闭合或断开一个连接到树莓派上的继电器,点亮或熄灭LED。教程虽然简单,但足以展示IOTA的强大能力。

我们将使用一个联网的树莓派作为物联网设备,使用Python来检查IOTAtangle上的余额,并使用树莓派的内部GIO管脚来切换所连接的继电器的闭合与断开。然后我们会将继电器连接到一个电池供电的简单LED电路,用来表示我们项目中的物理设备。

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元器件

先让我们看一下项目需要的元器件。你应当可以在大多数电子元器件商店或者淘宝上卖到这些元器件,不会超过350元。

树莓派

项目的大脑是树莓派。树莓派将运行用来监视IOTA地址的余额并处理树莓派的通用输入输出(GIO)管脚上的信号:

继电器

继电器用来切换电路以及设备(我们这里就是LED)的开关。为了简化电路我们将使用一个继电器模块,它包含了所有必须的元器件、管脚和接插件。注意你也可以购买多通道继电器模块,只要每个通道可以单独开关即可。

面包板

面包板用来进行电路的连接而无需进行焊接,这使得装配过程更加简单。

发光二极管

当供电时LED会点亮,我们用它来表示项目中的物理设备(比如冰箱)。

300欧电阻

电阻用来限制通过LED的电流。没有电阻的话,LED和树莓派可能会因为电流过大而损坏。要使用的电阻取决于你的LED以及电路电压。在我的演示中,使用了9V电池,因此330欧姆的电阻应当就可以了。

电池

电池为电路提供能力。我的演示中使用的是9v电池。

连接线

我们当然也需要一些电线将各个部件连接起来:

二维码

如果你希望使用手机IOTA钱包来支付使用LED(冰箱、洗衣机....)的费用,那么一个打印好的IOTA收款地址二维码会很方便。当使用IOTA钱包生成地址时,你会找到一个二维码。或者在THETANGLE网站查询已有地址的二维码。

组装电路

现在我们看下组装好的电路:

树莓派的管脚如下:

参考以下说明连接管脚:

  • 树莓派的pin 2(5v)连接到继电器模块的VCC管脚
  • 树莓派的pin 6(地)连接到继电器模块的GND管脚
  • 树莓派的pin 12(GPIO18)连接到继电器模块的IN管脚
  • 继电器模块的COM端子连接到电池的正极
  • 继电器模块的NO端子通过电阻连接到LED的正极
  • 电池的负极连接到LED的负极

需要的软件和库

在我们开始编写Python代码之前,需要先确认已经在树莓派上安装了所需要的软件和库。

首先,我们需要在树莓派上安装一个操作系统。任何树莓派支持的LInux发行版应该都可以。在我的演示中,使用的是Raspbian发行版,因为它已经预置了Python和几个Python编辑器。Raspbian发行版 的安装指令可以在这里找到: https://www.raspberrypi.org/downloads/raspbian/。

如果你要单独安装Python,可以参考这里: https://www.python.org/downloads/。

最后,我们需要安装PyIOTA API库,利用它我们就可以使用Python来访问IOTA tangle了。PyIOTA API库及安装指令参见: https://github.com/iotaledger/iota.lib.py。

Python代码

现在开始写代码:

# Imports some Python Date/Time functions
import time
import datetime

# Imports GPIO library
import RPi.GPIO as GPIO

# Imports the PyOTA library
from iota import Iota
from iota import Address

# Setup O/I PIN's
LEDPIN=18
GPIO.setmode(GPIO.BCM)
GPIO.setwarnings(False)
GPIO.setup(LEDPIN,GPIO.OUT)
GPIO.output(LEDPIN,GPIO.LOW)


# Function for checking address balance on the IOTA tangle. 
def checkbalance():

    print("Checking balance")
    gb_result = api.get_balances(address)
    balance = gb_result['balances']
    return (balance[0])

# URL to IOTA fullnode used when checking balance
iotaNode = "https://nodes.thetangle.org:443"

# Create an IOTA object
api = Iota(iotaNode, "")

# IOTA address to be checked for new light funds 
# IOTA addresses can be created using the IOTA Wallet
address = [Address(b'GTZUHQSPRAQCTSQBZEEMLZPQUPAA9LPLGWCKFNEVKBINXEXZRACVKKKCYPWPKH9AWLGJHPLOZZOYTALAWOVSIJIYVZ')]

# Get current address balance at startup and use as baseline for measuring new funds being added.   
currentbalance = checkbalance()
lastbalance = currentbalance

# Define some variables
lightbalance = 0
balcheckcount = 0
lightstatus = False

# Main loop that executes every 1 second
while True:
    
    # Check for new funds and add to lightbalance when found.
    if balcheckcount == 10:
        currentbalance = checkbalance()
        if currentbalance > lastbalance:
            lightbalance = lightbalance + (currentbalance - lastbalance)
            lastbalance = currentbalance
        balcheckcount = 0

    # Manage light balance and light ON/OFF
    if lightbalance > 0:
        if lightstatus == False:
            print("light ON")
            GPIO.output(LEDPIN,GPIO.HIGH)
            lightstatus=True
        lightbalance = lightbalance -1       
    else:
        if lightstatus == True:
            print("light OFF")
            GPIO.output(LEDPIN,GPIO.LOW)
            lightstatus=False
 
    # Print remaining light balance     
    print(datetime.timedelta(seconds=lightbalance))

    # Increase balance check counter
    balcheckcount = balcheckcount +1

    # Pause for 1 sec.
    time.sleep(1)

运行代码

要运行上面的代码,我们需要先在树莓派上保存到文件中,例如let_there_be_light.py。然后使用如下命令:

python let_there_be_light.py

现在你应当可以在终端窗口中看到代码在执行了,显示当前的余额,并且每个10秒钟检查一次LED对应的IOTA地址的余额。

支付LED的使用费

要点亮LED,你只需要使用喜欢的IOTA钱包向LED的IOTA地址转一些IOTA币。只要转账交易被IOTA tangle确认,LED应该就会点亮并直到消耗完余额。在我的演示当中,我设置的收费标准是1秒钟1个IOTA。


原文链接:iota物联网硬件集成新手教程 - 汇智网

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