ESP32 Sa Panlabas na Long Distance Antenna: 10 Hakbang

2024 May -akda: John Day | [email protected]. Huling binago: 2024-01-30 13:13

Ang paksa ngayon ay patungkol sa isang pagsubok sa distansya kasama ang isang ESP32 na may Panlabas na Antenna. Gumamit tayo ng dalawang mga module ngayon: mula sa Espressif at TTGO. Suriin natin pagkatapos ang RSSI sa pagitan ng dalawang mga antenas ng ESP32, bumuo ng isang grap mula sa kasaysayan, at magsulat ng isang log ng mga halaga sa isang.csv file.

Pagkatapos ay mayroon kaming ESP32 Wrover bilang AP, at ang ESP32 ng TTGO bilang Station. Gumamit ako ng isang antena na kinuha ko mula sa isang bahagyang mas malaking TP-Link at isa pang router na kilala bilang isang 9dbm antena. Wala akong napansin na pagkakaiba sa dalawa.

Sa wakas, ang dalawang mga microcontroller ay kumonekta sa pamamagitan ng socket at, sa bawat pagpapadala ng mga data packet, naka-print kami sa isang pagpapakita ng isang grap sa mga bar na nagpapahiwatig ng ratio ng dbm.

Hakbang 1: Pag-mount ng AP Sa Wrover

Hakbang 2: Assembly of STATION Gamit ang TTGO

Hakbang 3: RESULTA

Pinakamataas na distansya na may 2x panlabas na mga antena: 315 metro

Pinakamataas na distansya na may panlabas at panloob na antena: 157 metro

Hakbang 4: Archive LOG. CSV

Naitala ko ang data sa isang SD card, na may data sa millis, dbm, at ang package string.

Hakbang 5: Adafruit GFX Library

Sa Arduino IDE, pumunta sa Sketch-> Isama ang Library-> Pamahalaan ang Mga Aklatan…

I-install ang Adafruit GFX Library

Hakbang 6: Adafruit ST7735 Library

Sa Arduino IDE, pumunta sa Sketch-> Isama ang Library-> Pamahalaan ang Mga Aklatan…

I-install ang Adafruit ST7735

Hakbang 7: Pag-configure ng mga Card

Abangan ang mga pagkakaiba:

Hakbang 8: AP.ino

Isinama namin ang mga kinakailangang aklatan at tinukoy ang ilang mga parameter.

#include #include #include #include #include #include // Rede que o ESP criará. Walang Station deve ser igual #define SSID "RSSI_Test" #define PASSWORD "87654321" // Tempo de timeout para isaalang-alang ang isang conexão pedida #define TIMEOUT 2000 // Largura e altura do display #define DISPLAY_WIDTH 160 #define DISPLAY_HEIGHT 128 // Configurações de cor, margem e tamanho do gráfico #define PLOT_COLOR ST77XX_GREEN #define PLOT_MARGIN 20 #define PLOT_SIZE (DISPLAY_HEIGHT - 2 * PLOT_MARGIN) // Arquivo de log no SD #define FILE_PATH "/log.csv"

Tinutukoy namin ang mga pin, bukod sa iba pang mga variable

// Pino do display # define DISPLAY_DC 12 // A0 #define DISPLAY_CS 13 // CS #define DISPLAY_MOSI 14 // SDA #define DISPLAY_CLK 27 // SCK #define DISPLAY_RST 0 // Pino do SDCard. Os pinos mosi, miso e sck são os nativos (23, 19 at 18 respivamente) #define SDCARD_CS 15 // Pixel onde o gráfico começa horizontalmente int currentX = PLOT_MARGIN; // Objeto responsável pelo display Adafruit_ST7735 display = Adafruit_ST7735 (DISPLAY_CS, DISPLAY_DC, DISPLAY_MOSI, DISPLAY_CLK, DISPLAY_RST); // Criamos um server (kwalipikadong porta válida service contanto que o cliente gamitin ang isang mesma porta) WiFiServer server (80); // Variável para armazenar o cliente (walang caso o ESP32 em modo station) conectado WiFiClient client; // String que recebemos do cliente Natanggap ang string; // RSSI enviado pelo cliente para sa iyong ESP32 mahabang rssi = 0; // Faz o controle do temporizador (interrupção por tempo) hw_timer_t * timer = NULL; // Utilizado para guardar os ultimos std:: vector rssiHistory;

Pag-set up

void setup () {Serial.begin (115200); setupDisplay (); // Inicializa o SD if (! SD.begin (SDCARD_CS)) {display.println ("Erro ao inicializar lib SD!"); } // Idinagdag ang isang muling pag-WiFi, ang opisyal o server at ang client o conectar setupWiFi (); server.begin (); waitForClient (); // Espera 3 segundos, limpa a tela e inicializa o Watchdog delay (3000); display.fillScreen (ST77XX_BLACK); display.setCursor (0, 0); setupWatchdog (); }

Pag-setup ng WiFi

// Cria um Access Point at i-configure ang IPvoid setupWiFi () {display.println ("Lumilikha ng softAP" + String (SSID)); WiFi.disconnect (); WiFi.mode (WIFI_AP); WiFi.softAPConfig (IPAddress (192, 168, 0, 1), IPAddress (192, 168, 0, 1), IPAddress (255, 255, 255, 0)); WiFi.softAP (SSID, PASSWORD); display.println ("softAP" + String (SSID) + "nilikha!"); }

Display ng Pag-setup

// Incializa o display, muda a orientação e limpa a telavoid setupDisplay () {// Inicializa o display display.initR (INITR_BLACKTAB); // Rotaciona o conteúdo mostrado display.setRotation (3); // Pinta a tela de preto display.fillScreen (ST77XX_BLACK); }

waitForClient

void waitForClient () {display.println ("Naghihintay para sa client"); // Aguarda o cliente conectar habang (! (Client = server.available ())) {display.print ("."); pagkaantala (500); } display.println ("Konektado sa kliyente"); // Tempo máximo que o cliente deve demorar para respondder // antes de dizermos que a conexão foi perdida client.setTimeout (TIMEOUT); }

IRAM_ATTR resetModule at setupWatchdog

// função que o temporizador irá chamar, para sa pagpapasok ng ESP32void IRAM_ATTR resetModule () {ets_printf ("(watchdog) reiniciar / n"); esp_restart_noos (); // reinicia o chip} void setupWatchdog () {timer = timerBegin (0, 80, true); // timerID 0, div 80 // timer, callback, interrupção de borda timerAttachInterrupt (timer, & resetModule, totoo); // timer, tempo (us), repetição timerAlarmWrite (timer, 10000000, totoo); timerAlarmEnable (timer); // habilita a interrupção}

Loop

void loop () {timerWrite (timer, 0); // reseta o temporizador (alimenta o watchdog) checkConnection (); // checa se possui conexão com o cliente readFromClient (); // lê os dados do cliente sendToClient (); // envia confirmação para sa cliente plot (); // mostra o gráfico de histórico de rssi log (); // salva um log no cartão SD}

checkConnection

void checkConnection () {// Se o cliente não estiver conectado if (! client.connected ()) {// Limpa a tela e espera pelo cliente display.fillScreen (ST77XX_BLACK); display.println ("Nakakonekta ang kliyente"); waitForClient (); }}

basahinMula sa Kliyente

void readFromClient () {// Espera até o cliente enviar algo ou desconectar habang (client.connected () &&! client.available ()) {pagkaantala (100); } // Se chegou aqui e ainda estiver conectado é porque posui algo para receber do cliente if (client.connected ()) {natanggap = client.readStringUntil ('\ n'); // Lê o texto que o cliente enviou natanggap.katanggal (natanggap.length () - 1); // Alisin o / n gawin ang huling rssi = client.parseInt (); // Lè o rssi que o cliente enviou clearTxt (); // Limpa o texto display.setCursor (0, 0); // Move o cursor do texto para o começo do display display.println ("RSSI:" + String (rssi)); // Mostra o RSSI no display display.println ("Natanggap:" + natanggap); // Mostra a mensagem recebida do cliente // Se a quantidade de barras do gráfico passou do limite apagamos o registro mais antigo if (rssiHistory.size () == (DISPLAY_WIDTH - 2 * PLOT_MARGIN) / 2) {rssiHistory.erase (rssiHistory.mula ()); } // Adiciona no final do histórico (mais recente) rssiHistory.push_back (rssi); }}

sendToClient

void sendToClient () {// Se o cliente estiver conectado enviamos de volta a mensagem com um OK kung (client.connected ()) {String nagpapadala = natanggap + "OK"; client.println (nagpapadala); }}

balak

void plot () {// Coloca no ponto inicial e limpamos o gráfico currentX = PLOT_MARGIN; display.fillRect (PLOT_MARGIN, 2 * PLOT_MARGIN, DISPLAY_WIDTH - 2 * PLOT_MARGIN, DISPLAY_HEIGHT - 2 * PLOT_MARGIN, ST77XX_BLACK); // Para cada valor do histórico fazemos o cálculo do tamanho da barra do gráfico, desenhamos e avançamos para o próximo for (int i = 0; i -120? Map (rssiHistory , -120, 0, 0, PLOT_SIZE): 0; display.drawFastVLine (kasalukuyangX, DISPLAY_HEIGHT - halaga, halaga, PLOT_COLOR); kasalukuyangX + = 2;}}

malinaw angTeksto at mag-log

void clearText () {// Limpa a área com o texto da mensagem vinda do cliente display.fillRect (0, 0, DISPLAY_WIDTH, 2 * PLOT_MARGIN, ST77XX_BLACK); } void log () {// Abrimos o arquivo para escrevermos walang pangwakas na file ng File = SD.open (FILE_PATH, FILE_APPEND); // Se não conseguimos abrir o arquivo mostramos uma mensagem de erro if (! File) {Serial.println ("Nabigong buksan ang file"); bumalik; } // Gravamos uma linha com o tempo desde o boot, o rssi atual e a mensagem recebida String data = String (millis ()) + ";" + String (rssi) + ";" + natanggap; file.println (data); file.close (); }

Hakbang 9: Station.ino

Isinama namin ang mga kinakailangang aklatan at tinukoy ang ilang mga parameter.

#include #include #include #include #include #include // Nome da rede que nos conectaremos. Criado pelo AP #define SSID "RSSI_Test" #define PASSWORD "87654321" #define HOST "192.168.0.1" // IP que configure no setup do AP #define PORT 80 // Porta do sever. Qualquer porta válida contanto que seja igual nos dois arquivos // Tempo de timeout para considerar a conexão pedida #define TIMEOUT 2000 // Largura e altura do display #define DISPLAY_WIDTH 160 #define DISPLAY_HEIGHT 128 // Configurações de cor, margem e tamanho do gráf #define PLOT_COLOR ST77XX_GREEN #define PLOT_MARGIN 20 #define PLOT_SIZE (DISPLAY_HEIGHT - 2 * PLOT_MARGIN) // Arquivo de log no SD #define FILE_PATH "/log.csv"

Tinutukoy namin ang mga setting na kasangkot ang display at ang SD Card.

mahabang bilang = 0; // Contador de mensagens enviadaslong rssi = 0; // RSSI calculado String natanggap; // Mensagem de confirmação que o AP nos envia // Pixel onde o gráfico começa horizontalmente int currentX = PLOT_MARGIN; // Utilizado para sa koneksyon ng server socket ng WiFiClient; #define DISPLAY_DC 12 // A0 #define DISPLAY_CS 13 // CS #define DISPLAY_MOSI 14 // SDA #define DISPLAY_CLK 27 // SCK #define DISPLAY_RST 0 // Pino do SDCard. Os pinos mosi, miso e sck são os nativos (23, 19 at 18 respivamente) #define SDCARD_CS 15 // Objeto responsável pelo display Adafruit_ST7735 display = Adafruit_ST7735 (DISPLAY_CS, DISPLAY_DC, DISPLAY_MOSI, DISPLAY_CLR, DISPLAY_CLK, DISPLAY_MOSI, DISPLAY_CLK, DISPLAY_MOSI, DISPLAY_CLK); hw_timer_t * timer = NULL; // faz o controle do temporizador (interrupção por tempo) // Utilizado para guardar os ultimos std:: vector rssiHistory;

Pag-set up

void setup () {setupDisplay (); // Inicializa o SD if (! SD.begin (SDCARD_CS)) {display.println ("Erro ao inicializar lib SD!"); } // Conecta walang access point criado pelo outro ESP32 at kumonekta sa isang server setupWiFi (); connectToServer (); // Espera 3 segundos, limpa a tela e inicializa o Watchdog delay (3000); display.fillScreen (ST77XX_BLACK); display.setCursor (0, 0); setupWatchdog (); }

setupDisplay

// Incializa o display, muda a orientação e limpa a telavoid setupDisplay () {// Inicializa o display display.initR (INITR_BLACKTAB); // Rotaciona o conteúdo mostrado display.setRotation (1); // Pinta isang tela de branco display.fillScreen (ST77XX_BLACK); display.setTextColor (ST77XX_WHITE); }

setupWiFi

// Conecta ao AP void setupWiFi () {WiFi.disconnect (); WiFi.mode (WIFI_STA); WiFi.begin (SSID, PASSWORD); display.println ("Kumokonekta sa" + String (SSID)); // Enquanto não estiver conectado à rede WiFi habang (WiFi.status ()! = WL_CONNected) {pagkaantala (500); display.print ("."); } display.println (""); display.print ("Nakakonekta sa"); display.println (SSID); }

kumonektaToServer

void connectToServer () {display.println ("Sinusubukan ang koneksyon ng socket"); // Espera isang conexão com o server habang (! Socket.connect (HOST, PORT)) {display.print ("."); pagkaantala (500); } display.println (); display.println ("Nakakonekta!"); // Tempo máximo que o cliente deve demorar para respondder // antes de dizermos que a conexão foi perdida socket.setTimeout (TIMEOUT); }

IRAM_ATTR resetModule at setupWatchdog

// função que o temporizador irá chamar, para sa pagpapasok ng ESP32void IRAM_ATTR resetModule () {ets_printf ("(watchdog) reiniciar / n"); esp_restart_noos (); // reinicia o chip} void setupWatchdog () {timer = timerBegin (0, 80, true); // timerID 0, div 80 // timer, callback, interrupção de borda timerAttachInterrupt (timer, & resetModule, totoo); // timer, tempo (us), repetição timerAlarmWrite (timer, 10000000, totoo); timerAlarmEnable (timer); // habilita a interrupção}

loop

void loop () {timerWrite (timer, 0); // reseta o temporizador (alimenta o watchdog) checkConnection (); // checa se possui conexão com o server checkRSSI (); // verifica o rssi plot (); // mostra o gráfico de histórico de rssi sendToServer (); // envia uma mensagem com um contador para sa server readFromServer (); // espera a confirmação do server log (); // salva um log no cartão SD pagkaantala (1000); // espera um segundo}

checkConnection

void checkConnection () {// Verifica a conexão com o AP if (WiFi.status ()! = WL_CONNected) {display.fillScreen (ST77XX_BLACK); display.setCursor (0, 0); display.println ("Nakakonekta ang WiFi"); setupWiFi (); pagkaantala (1000); } // verifica a conexão do socket if (! socket.connected ()) {display.fillScreen (ST77XX_BLACK); display.setCursor (0, 0); display.println ("Socket disconnected"); connectToServer (); pagkaantala (3000); display.fillScreen (ST77XX_BLACK); }}

checkRSSI

walang bisa ang checkRSSI () {// Verifica o RSSI rssi = WiFi. RSSI (); // Limpa o texto e mostra o RSSI no display clearText (); display.setCursor (0, 0); display.print ("RSSI:" + String (rssi)); // Se a quantidade de barras do gráfico passou do limite apagamos o registro mais antigo if (rssiHistory.size () == (DISPLAY_WIDTH - 2 * PLOT_MARGIN) / 2) {rssiHistory.erase (rssiHistory.begin ()); } // Adiciona no final do histórico (mais recente) rssiHistory.push_back (rssi); }

balak

void plot () {// Coloca no ponto inicial e limpamos o gráfico currentX = PLOT_MARGIN; display.fillRect (PLOT_MARGIN, 2 * PLOT_MARGIN, DISPLAY_WIDTH - 2 * PLOT_MARGIN, DISPLAY_HEIGHT - 2 * PLOT_MARGIN, ST77XX_BLACK); // Para cada valor do histórico fazemos o cálculo do tamanho da barra do gráfico, desenhamos e avançamos para o próximo for (int i = 0; i -120? Map (rssiHistory , -120, 0, 0, PLOT_SIZE): 0; display.drawFastVLine (kasalukuyangX, DISPLAY_HEIGHT - halaga, halaga, PLOT_COLOR); kasalukuyangX + = 2;}}

sendToServer

void sendToServer () {// Se estiver conectado com o server if (socket.connected ()) {// Envia um hello com um contador, mostra no display at incrementa o contador String shipping = "Hello" + String (count); display.setCursor (0, 10); display.println ("Pagpapadala:" + pagpapadala); socket.println (pagpapadala); socket.print (String (rssi)); bilangin ++; }}

readFromServer

void readFromServer () {// Espera até o server enviar algo ou desconectar habang (socket.connected () &&! socket.available ()) {pagkaantala (100); } // Se tem algo para receber if (socket.available ()) {// Faz a leitura, alisin o / n gawin ang pangwakas at walang display na natanggap = socket.readStringUntil ('\ n'); natanggap.katanggal (natanggap. haba () - 1); display.println ("Natanggap:" + natanggap); }}

malinaw angTeksto at mag-log

void clearText () {// Limpa a área com o texto da mensagem vinda do cliente display.fillRect (0, 0, DISPLAY_WIDTH, 2 * PLOT_MARGIN, ST77XX_BLACK); } void log () {// Abrimos o arquivo para escrevermos walang pangwakas na file ng File = SD.open (FILE_PATH, FILE_APPEND); // Se não conseguimos abrir o arquivo mostramos uma mensagem de erro if (! File) {Serial.println ("Nabigong buksan ang file"); bumalik; } // Gravamos uma linha com o tempo desde o boot, o rssi atual e a mensagem recebida String data = String (millis ()) + ";" + String (rssi) + ";" + natanggap; file.println (data); file.close (); }

Hakbang 10: Mga File

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