采用ROHM传感器套件的DIY Arduino家庭安防系统 第2部分- Cayenne设置

这篇文章来源于DevicePlus.com英语网站的翻译稿。

点击这里阅读本文的第1部分 >

在DIY智能家居安防系统第1部分中，我们将各种组件（例如PIR传感器、温度传感器和压力传感器）组合在一起，以创建家庭安防系统/探测器。在第2部分中，将对前面所创建系统的离线程序进行测试，并连接到Internet，以便使用Cayenne API进行无线控制。使用myDevices Cayenne，只要您通过网站和/或智能手机中的Cayenne App连接到WiFi，您就能够无线控制安防系统。

硬件

笔记本电脑/PC或智能手机

参考第1部分:

Arduino Mega 2560

Arduino WiFi Shield（Arduino WiFi扩展板）

用于Arduino的Grove Base Shield（Grove基础扩展板）

3 只 LED(红色、绿色和蓝色)

Grove PIR 移动侦测传感器

蜂鸣器

Arduino ROHM 传感器扩展板

ROHM 温度传感器 (BD1020HFV)

ROHM 气压传感器 (BM1383GLV)

Grove 通用4芯电线

亚克力： 195 x 195 x 3mm

电阻 (10 Kω and 100 KΩ)

面包板

无线遥控器，带2个发射器和1个接收器

电源：12 VDC

软件

Arduino IDE

Seeed Studio (https://github.com/Seeed-Studio/PIR_Motion_Sensor,http://www.seeed.cc/project_detail.html?id=284)

Cayenne API (https://mydevices.com/cayenne/docs/#using-cayenne-library)

使用离线程序测试硬件

完成硬件安装后，现在可以运行离线程序进行测试。这是“离线”模式，系统尚未连接到Internet。我们马上就进行测试。离线程序将执行下列功能：

遥控发射器（在示例中使用通道D）打开/关闭警报。如果遥控发射器打开，绿色 LED将亮起，蜂鸣器将发出一次哔哔声。

PIR传感器将检测移动情况。如果检测到移动，蓝色 LED将亮起。

当警报声响起并检测到移动时，红色 LED将亮起，蜂鸣器将熄灭。

同样，当警报声响起（即绿色 LED亮起）且热量高于设定目标时，红色 LED将亮起，蜂鸣器将熄灭。

注：

若想关闭警报声，用户只需再次按遥控发射器上的通道D。绿色 LED将熄灭，蜂鸣器将发出两次哔哔声。

若需查看温度和气压的值，请将USB电线从Arduino连接到PC。然后，进入Arduino IDE并单击工具 → 串行监视器。

现在可以上传程序。进行编译以前，请确保已安装所有必需的库。

Arduino

//**************** Home security Program - offline ****************************** #define PIR_MOTION_SENSOR 2 // Use pin 2 to receive the signal from the module #define LED1 4 // Blue Led for motion detected #define LED2 6 // Green Led for triggered alarm #define LED3 8 // Red Led if motion and trigger switch are on #define buzzer 5 // Buzzer #define remote 41 // Remote Control #include #include #include int alarm = 0; int trigger = 0; int remote_sw = 0; int online_sw = 0; int previousState = -1; int currentState = -1; int prev_remote_stat = 0; int curr_remote_stat = 0; int currentValue = 0; int prev_online_stat = 0; int curr_online_stat = 0; int tempout_pin = A2; BM1383GLV bm1383; BD1020 bd1020; unsigned long previousMillis = 0; void setup() { Serial.begin(9600); while (!Serial); bd1020.init(tempout_pin); byte rc; while (!Serial); Wire.begin(); rc = bm1383.init(); pinMode(LED1,OUTPUT); pinMode(LED2,OUTPUT); pinMode(LED3,OUTPUT); pinMode(buzzer, OUTPUT); pinMode(remote, INPUT); pinMode(PIR_MOTION_SENSOR, INPUT); } // ********************* Start Loop ***************************************** void loop() { checkSensor(); remote_sw = digitalRead(remote); Serial.print("Remote Status : "); Serial.println(remote_sw); Serial.println(); //*********************** read barometric pressure ************************ byte rc; float press; rc = bm1383.get_val(&press); if (rc == 0) { Serial.write("BM1383GLV (PRESS) = "); Serial.print(press); Serial.println(" [hPa]"); Serial.println(); } //********************** read Temperature ******************************** float temp; bd1020.get_val(&temp); temp = temp - 5; // Temperature adjustment due to heat from circuit board Serial.print("BD1020HFV Temp="); Serial.print(temp); Serial.print(" [degrees Celsius], ADC="); Serial.println(bd1020.temp_adc); Serial.println(); // ********** Check if Remote switch or online/App switch is on ********** if(remote_sw == 1 | currentValue == 1) { digitalWrite(LED2,HIGH); alarm = 1; curr_remote_stat = 1; if(curr_remote_stat != prev_remote_stat) { triggerBuzzer(2,70,30); prev_remote_stat = curr_remote_stat; } } else { curr_remote_stat = 0; if(curr_remote_stat != prev_remote_stat) { triggerBuzzer(3,70,30); prev_remote_stat = curr_remote_stat; } digitalWrite(LED2,LOW); alarm = 0; } // ********************** If motion detected *********************** if(isPeopleDetected()) //if it detects the moving people? { digitalWrite(LED1, HIGH); // Turn on Blue Led trigger = 1; delay(10); } else { digitalWrite(LED1, LOW); trigger = 0; delay(2000); } // ***************If Alarm is triggerred ************************** if (alarm == 1 && trigger == 1 ) { digitalWrite(LED3,HIGH); delay(500); triggerBuzzer(6,100,100); Serial.println("Alarm triggered"); } else { alarm = 0; trigger = 0; digitalWrite(LED3,LOW); } // *********************** If temperature is triggerred ********** if (temp > 45.00) { digitalWrite(LED3,HIGH); delay(500); triggerBuzzer(10,100,10); Serial.println("Alarm triggered"); } delay(10); } // ************************** End Loop ***************************** // Function: Write to PIR sensor indicator in Web/App *************** void checkSensor() { unsigned long currentMillis = millis(); if (currentMillis - previousMillis >= 250) { currentState = digitalRead(PIR_MOTION_SENSOR); if (currentState != previousState) { previousState = currentState; } previousMillis = currentMillis; } } //*************************************************************** // Function: Detect whether anyone moves in it''s detecting range boolean isPeopleDetected() { int sensorValue = digitalRead(PIR_MOTION_SENSOR); if(sensorValue == HIGH) //if the sensor value is HIGH? { Serial.println("PIR detect motion"); return true; //yes,return true } else { Serial.println("no motion"); return false; //no,return false } } //*************************************************************** // Function : activate buzzer based on parameters received void triggerBuzzer(int iteration,int delay1,int delay2) { for (int i = 1; i < iteration; i++)      {       digitalWrite(buzzer, HIGH);       delay(delay1);       digitalWrite(buzzer, LOW);       delay(delay2);      } } //*****************************************************************

准备在线连接

创建一个myDevices帐户！您可以通过以下链接注册并创建一个新帐户：https://mydevices.com/cayenne/signup/

如果您已经拥有帐户，请随意使用自己的帐户。

图1. 注册页面 –https://mydevices.com/cayenne/signup/

然后选择Arduino作为本项目的设备。

图2. 选择本项目所需的Arduino设备

阅读文档并通过以下网站安装Cayenne库：

https://mydevices.com/cayenne/docs/#using-cayenne-library

然后继续下一步，在新网页中连接到Arduino。选择Arduino Mega和WiFi Shield。选定这两项后，您将收到设备的“身份验证口令”。务必复制此口令并将其保存于某处。在下一个程序中需要用到此口令。

char token[] = “zzzzzzz”;// Cayenne authentication token

图3. 选择Arduino Mega和WiFi Shield

图4. 创建传感器微件

创建微件

我们可以为PIR传感器、触发状态和警报开/关状态创建微件。

为此，必须单击 “添加新…” ，然后单击 “设备/微件”。然后转到 “传感器” 类别并单击 “通用”。在“通用”下，有2个输入选项：模拟输入和数字输入。选择 “数字输入”。进入“数字输入”设置页面后，将连接设置为“虚拟”和“V1”（在下方）。请勿忘记单击步骤1和步骤2。

V2和V4微件也按相同步骤操作。请使用下表作为参考：

虚拟通道号	微件名称	选择微件	选择图标/显示	连接至
V1	PIR 传感器	0/1 2 状态	显示值	PIR 传感器 – 蓝色 Led
V2	触发状态	0/1 2 状态	显示值	触发开关 – 红色 Led
V4	警报状态开/关	0/1 2 状态	图标指示灯	远程开关

代码中使用的虚拟引脚分配如下：

#define VIRTUAL_PIN1 V1// PIR传感器的虚拟引脚 – 蓝色 Led

#define VIRTUAL_PIN2 V2// 触发开关的虚拟引脚 – 红色 Led

#define VIRTUAL_PIN4 V4// 远程开关的状态

当PIR传感器检测到发生移动时，V1将开启（颜色变为绿色）；蓝色LED也将亮起。

当触发状态开启时，V2将开启（颜色变为绿色）；当警报开启且PIR传感器检测到发生移动时，红色LED也将亮起。

通过遥控发射器或在线/应用程序开启警报状态时，V4将开启（颜色变为绿色）

接下来为在线/应用程序切换功能创建一个微件。

转至 “添加新…” ，然后单击 “设备/微件”。这次选择 “执行器” ，然后选择 “通用”。选择 “数字输出” ，然后在“连接”下选择“虚拟”。在“Pin”下，选择“V3”。

图5. 创建在线/应用程序切换功能的微件

使用下表作为参考：

虚拟通道号	微件名称	选择微件	选择图标/显示	连接到
V3	在线/应用程序切换	按钮	图标锁定	在线/应用程序 切换 — 绿色LED

单击微件（在网站/应用程序上）时，V3将开启（颜色变为紫色）。当V3开启时，绿色LED也会亮起。因此，该虚拟开关与遥控发射器功能相同。但是，通过此虚拟交换机激活时会有一段延时。在下一程序中以下代码将会引用引脚V3。

#define VIRTUAL_PIN3 V3// 在线切换 – 绿色 led

然后需要创建温度和压力传感器的微件。和前面一样，点击 “添加新…” 和 “设备/微件”。然后选择 “传感器” 和 “通用” ，然后选择 “模拟输入”。连接后，选择“虚拟”和“V5”进行引脚选择。

图6. 创建温度和压力传感器的微件

对V6执行相同操作并使用下表作为参考：

虚拟通道号	微件名称	选择微件	选择单位	连接到
V5	温度（℃）	测量精度	有效位数 — 小数点后2位	温度传感器
V6	气压（hPa）	测量精度	有效位数 — 小数点后2位	大气压力传感器

在下一程序中以下代码将会引用引脚V5和V6。

#define VIRTUAL_PIN5 V5// 温度传感器

#define VIRTUAL_PIN6 V6// 气压传感器

如果上述所有步骤都正确完成，您将看到如图7所示的页面。

图7. 微件的显示

最后一步是启用电子邮件通知功能（触发警报时）。为此，请单击“触发器状态”微件上的设置符号，然后选择“触发器”。

图8. 创建电子邮件触发器

然后，您将进入以下页面（图9）。在“添加自定义收件人”中键入您的电子邮件地址，然后单击“发送电子邮件”。

图9. 设置电子邮件通知

myDevices设置到此结束！

测试在线程序

以上已经完成了与家庭安防系统的在线连接设置。运行最终程序前可以先测试在线程序。

上传以下程序。确保已安装适用于Arduino的Cayenne库。该程序用于执行简单的功能（即显示温度和气压值）。正确运行时，温度和气压微件将改变颜色（绿色和橙色），相应数值显示于微件的底部。

//**************** Home security Program - online test*********************** * #define CAYENNE_DEBUG // Uncomment to show debug messages #define CAYENNE_PRINT Serial // Comment this out to disable prints and save space #define VIRTUAL_PIN5 V5 // Temperature sensor #define VIRTUAL_PIN6 V6 // Barometric Pressure Sensor #include // Cayenne wifi library #include #include #include char token[] = "zzzzzzz"; // Cayenne authentication token. char ssid[] = "xxxxxxxxx"; // Your Wifi network name char password[] = "yyyy"; // Your Wifi password int tempout_pin = A2; BM1383GLV bm1383; BD1020 bd1020; unsigned long previousMillis = 0; void setup() { Serial.begin(9600); while (!Serial); bd1020.init(tempout_pin); byte rc; while (!Serial); Wire.begin(); rc = bm1383.init(); Cayenne.begin(token, ssid, password); } // ********************* Start Loop ***************************************** void loop() { Cayenne.run(); //*********************** read barometric pressure ************************ byte rc; float press; rc = bm1383.get_val(&press); if (rc == 0) { Cayenne.virtualWrite(VIRTUAL_PIN6, press); // Write Barometric Pressure to Cayenne Serial.write("BM1383GLV (PRESS) = "); Serial.print(press); Serial.println(" [hPa]"); Serial.println(); } //********************** read Temperature ******************************** float temp; bd1020.get_val(&temp); temp = temp - 5; // Temperature adjustment due to heat from circuit board Cayenne.virtualWrite(VIRTUAL_PIN5, temp); // Write Temperature to Cayenne Serial.print("BD1020HFV Temp="); Serial.print(temp); Serial.print(" [degrees Celsius], ADC="); Serial.println(bd1020.temp_adc); Serial.println(); // ********** Check if Remote switch or online/App switch is on ********** delay(5000); } // ************************** End Loop *****************************

至此差不多完成了所有步骤！

最终方案

如果以上所有程序都能流畅运行，则可上传最终程序，该程序中嵌入了离线程序以及与Cayenne API的连接功能。

//**************** Home security Program - Final ****************************** #define CAYENNE_DEBUG // Uncomment to show debug messages #define CAYENNE_PRINT Serial // Comment this out to disable prints and save space #define VIRTUAL_PIN1 V1 // Virtual Pin for PIR sensor - Blue Led #define VIRTUAL_PIN2 V2 // Virtual Pin for Trigger Switch - Red Led #define VIRTUAL_PIN3 V3 // Online Switch - Green led #define VIRTUAL_PIN4 V4 // Status of Remote Switch #define VIRTUAL_PIN5 V5 // Temperature sensor #define VIRTUAL_PIN6 V6 // Barometric Pressure Sensor #define PIR_MOTION_SENSOR 2 // Use pin 2 to receive the signal from the module #define LED1 4 // Blue Led for motion detected #define LED2 6 // Green Led for triggered alarm #define LED3 8 // Red Led if motion and triger switch are on #define buzzer 5 // Buzzer #define remote 41 // Remote Control #include // Cayenne wifi library #include #include #include char token[] = "zzzzzzz"; // Cayenne authentication token. char ssid[] = "xxxxxxxxx"; // Your Wifi network name char password[] = "yyyy"; // Your Wifi password int alarm = 0; int trigger = 0; int remote_sw = 0; int online_sw = 0; int previousState = -1; int currentState = -1; int prev_remote_stat = 0; int curr_remote_stat = 0; int currentValue = 0; int prev_online_stat = 0; int curr_online_stat = 0; int tempout_pin = A2; BM1383GLV bm1383; BD1020 bd1020; unsigned long previousMillis = 0; void setup() { Serial.begin(9600); while (!Serial); bd1020.init(tempout_pin); byte rc; while (!Serial); Wire.begin(); rc = bm1383.init(); Cayenne.begin(token, ssid, password); pinMode(LED1,OUTPUT); pinMode(LED2,OUTPUT); pinMode(LED3,OUTPUT); pinMode(buzzer, OUTPUT); pinMode(remote, INPUT); pinMode(PIR_MOTION_SENSOR, INPUT); } // ************ Check if Online/App Switch is on ***************************** CAYENNE_IN(VIRTUAL_PIN3) {currentValue = getValue.asInt();} // ********************* Start Loop ***************************************** void loop() { Cayenne.run(); Serial.print("currentValue: "); Serial.println(currentValue); checkSensor(); remote_sw = digitalRead(remote); Serial.print("Remote Status : "); Serial.println(remote_sw); Serial.println(); //*********************** read barometric pressure ************************ byte rc; float press; rc = bm1383.get_val(&press); if (rc == 0) { Cayenne.virtualWrite(VIRTUAL_PIN6, press); Serial.write("BM1383GLV (PRESS) = "); Serial.print(press); Serial.println(" [hPa]"); Serial.println(); } //********************** read Temperature ******************************** float temp; bd1020.get_val(&temp); temp = temp - 5; // Temperature adjustment due to heat from circuit board Cayenne.virtualWrite(VIRTUAL_PIN5, temp); Serial.print("BD1020HFV Temp="); Serial.print(temp); Serial.print(" [degrees Celsius], ADC="); Serial.println(bd1020.temp_adc); Serial.println(); // ********** Check if Remote switch or online/App switch is on ********** if(remote_sw == 1 | currentValue == 1) { digitalWrite(LED2,HIGH); Cayenne.virtualWrite(VIRTUAL_PIN4, HIGH); alarm = 1; curr_remote_stat = 1; if(curr_remote_stat != prev_remote_stat) { triggerBuzzer(2,70,30); prev_remote_stat = curr_remote_stat; } } else { curr_remote_stat = 0; if(curr_remote_stat != prev_remote_stat) { triggerBuzzer(3,70,30); prev_remote_stat = curr_remote_stat; } digitalWrite(LED2,LOW); Cayenne.virtualWrite(VIRTUAL_PIN4, LOW); alarm = 0; } // ********************** If motion detected *********************** if(isPeopleDetected()) //if it detects the moving people? { digitalWrite(LED1, HIGH); // Turn on Blue Led trigger = 1; delay(10); } else { digitalWrite(LED1, LOW); trigger = 0; delay(2000); } // ***************If Alarm is triggerred ************************** if (alarm == 1 && trigger == 1 ) { digitalWrite(LED3,HIGH); Cayenne.virtualWrite(VIRTUAL_PIN2, HIGH); delay(500); triggerBuzzer(6,100,100); Serial.println("Alarm triggered"); } else { alarm = 0; trigger = 0; digitalWrite(LED3,LOW); Cayenne.virtualWrite(VIRTUAL_PIN2, LOW); } // *********************** If temperature is triggerred ********** if (temp > 45.00) { digitalWrite(LED3,HIGH); Cayenne.virtualWrite(VIRTUAL_PIN2, HIGH); delay(500); triggerBuzzer(10,100,10); Serial.println("Alarm triggered"); } delay(10); } // ************************** End Loop ***************************** // Function: Write to PIR sensor indicator in Web/App *************** void checkSensor() { unsigned long currentMillis = millis(); if (currentMillis - previousMillis >= 250) { currentState = digitalRead(PIR_MOTION_SENSOR); if (currentState != previousState) { Cayenne.virtualWrite(VIRTUAL_PIN1, currentState); previousState = currentState; } previousMillis = currentMillis; } } //*************************************************************** // Function: Detect whether anyone moves in it''s detecting range boolean isPeopleDetected() { int sensorValue = digitalRead(PIR_MOTION_SENSOR); if(sensorValue == HIGH) //if the sensor value is HIGH? { Serial.println("PIR detect motion"); return true; //yes,return true } else { Serial.println("no motion"); return false; //no,return false } } //*************************************************************** // Function : activate buzzer based on parameters received void triggerBuzzer(int iteration,int delay1,int delay2) { for (int i = 1; i < iteration; i++)      {       digitalWrite(buzzer, HIGH);       delay(delay1);       digitalWrite(buzzer, LOW);       delay(delay2);      } } // *****************************************************************

以下几种方法可以测试程序是否正常运行。

检查触发警报时是否发送电子邮件。您应收到如图10所示的电子邮件。

图10. 触发警报时收到的电子邮件通知

检查您是否可以看到温度和气压图。如需显示图形，请单击窗口微件右上角的图形符号。

图11. 传感器的图形符号的显示

然后还会显示图表：

图12. 温度曲线图示例

下载智能手机应用程序

如前所述，无论何时何地只要您能连接WiFi，您就可以24/7全天候对安防系统进行监控。您可以在网站上或通过Cayenne手机应用程序进行监控。您可以在智能手机上直接下载Cayenne应用程序。进入App Store(应用商店，适用于iPhone）或Google Play商店（适用于Android）并搜索Cayenne然后就能下载。

图13. Cayenne App

成功安装应用程序后，应用程序图标会显示在主屏幕上。

单击应用程序图标并登录myDevices帐户（电子邮件ID和密码应与上一次设置帐户时相同）。登录后，您将看到您创建的微件。现在单击在线/应用程序切换微件就可以打开/关闭警报；警报开/关状态颜色变为绿色，如下图所示：

图14. Cayenne App微件

恭喜您！完整的系统已经建立！每当触发警报时，您将收到电子邮件通知。

这是一个包含多个模块的有趣项目。将来还可以添加更多传感器并增加其他功能和多个蜂鸣器，以使哔哔声更大。我们还可以考虑通过更换一些组件来缩小系统规模。在此之前，尽情享受吧！