Создаем мобильное приложение для управления "Умной теплицей" на Arduino - Продажа наборов Arduino для начинающих и не только

На 5 уроке про Умную теплицу на Ардуино, мы создадим свое собственное мобильное приложение для устройств на Андроиде. Для этого мы используем редактор визуального программирования Android App Invertor 2

Напомним: в предыдущих статьях по Умной теплице (проект «Домашний цветок») «Умная теплица на Arduino- делаем первые шаги» и «Индикация показаний при проектировании Умной теплицы на Ардуино» и Организация полива, обдува и освещения в Умной теплице на Ардуиномы реализовали функции мониторинга и вывода данных на дисплей и светодиоды, а также функции управления — полив цветка, обдув, освещение нажатием соответствующих кнопок.

В следующей статье про перенос «функции мониторинга и управления теплицей на телефон или планшет с ОС Android» мы установили связь нашей системы с телефоном (или планшетом) с операционной системой Android по Bluetooth, что позволило нам отправлять данные мониторига данных нашей теплицы на телефон и получать команды управления с телефона. Но для связи теплицы с телефоном мы использовали на телефоне приложение Bluetooth Terminal, что совсем неудобно. Нам нужно полноценное приложение. В этом уроке мы и займемся его созданием.
Глубоко внимать в вопросы программирования для операционной системы Android не входит в наши планы, поэтому нам нужна простая и понятная система создания кода для Android, наподобие системы Sctratch для Arduino, которую мы рассматривали на этом уроке – Программируем с Arduino… К счастью подобный визуальный редактор есть. Это онлайн визуальный редактор для визуального программирования для Android App Invertor 2. Страница проекта – http://ai2.appinventor.mit.edu.

Рисунок 1. Страница онлайн-редактора App Invertor 2.

После авторизации (можно использовать профиль google) или регистрации попадаем в свой профиль программы, где можем создать новый проект.

Рисунок 2. Ваш профиль программы. Создание проекта.

Сначала в панети Design создаем интерфейс нашего приложения, перетаскивая на экран необходимые компоненнты. Кроме визуальных компонентов необходимо добавить 3 невизуальных:
Bluetooth client из раздела Connectivity;
Clock из раздела Sensors (для получения данных из Bluetooth c периодичностью, установленной в Clock);
Notifer из UserInterface.

Рисунок 3. Создание интерфейса в Design.

Теперь создаем код. Переходим в раздел Block. Сначала создаем код для инициализации Bluetooth соединения и создания Bluetooth клиента (рисунок 4).

Рисунок 4. Код для инициализации Bluetooth соединения и создания Bluetooth клиента.

Затем код для отправки сообщений при изменениии состояний chexckbox-ов для насоса, вентилятора и лампы (рисунок 5).

Рисунок 5. Код для отправки сообщений при изменениии состояний chexckbox-ов.

И код получения по таймеру сообщений, поступающих по Bluetooth из Arduino (рисунок 6).

Рисунок 6. Код получения по таймеру сообщений, поступающих из Arduino

Создаем app приложение (рисунок 7) и загружаем его на телефон.

Рисунок 7. Генерация app приложения

Нам надо внести самые маленькие изменения в наш предыдущий скетч, заменив разделитель с пробела на символ ‘*’ при отправке данных с Arduino на Android.
Создадим в Arduino IDE новый скетч, занесем в него код из листинга 1 и загрузим скетч на на плату Arduino. Напоминаем, что в настройках Arduino IDE необходимо выбрать тип платы (Arduino UNO) и порт подключения платы.

Листинг 1.

 // подключение библиотеки SoftwareSerial
 #include
 // подключение библиотеки DHT
 #include "DHT.h"
 // тип датчика DHT
 #define DHTTYPE DHT11

// контакты подключения bluetooth-модуля HC-05
 int pinBlRx=17;
 int pinBlTx=18;
 // контакт подключения входа данных модуля DHT11
 int pinDHT11=9;
 // контакт подключения аналогового выхода модуля влажности почвы
 int pinSoilMoisture=A0;
 // контакт подключения аналогового выхода датчика температуры TMP36
 int pinTMP36=A1;
 // контакт подключения аналогового выхода фоторезистора
 int pinPhotoresistor=A2;

// пины светодиодов индикации
 #define LED_TEMP 5
 #define LED_MOISTURE 6
 #define LED_LIGHT 7

// значения для условий
 #define TEMP_DETECT 30
 #define MOISTURE_DETECT 500
 #define LIGHT_DETECT 250

// реле
 int pinRelays[]={2,3,4};
 // статусы полива, освещения, вентилятора
 boolean statusRelays[]={false,false,false};

// создание экземпляра объекта SoftwareSerial
 SoftwareSerial HC05Serial(pinBlRx,pinBlTx);
 // создание экземпляра объекта DHT
 DHT dht(pinDHT11, DHTTYPE);

unsigned long millisupdate=0;
 // для получения данных из SoftwareSerial
 String inputString0 = "";
 // признак конца полученной строки
 boolean stringComplete0 = false;

void setup()
 {
 // запуск последовательного порта
 Serial.begin(9600);
 //
 pinMode(LED_TEMP,OUTPUT);digitalWrite(LED_TEMP,LOW);
 pinMode(LED_MOISTURE,OUTPUT);digitalWrite(LED_MOISTURE,LOW);
 pinMode(LED_LIGHT,OUTPUT);digitalWrite(LED_LIGHT,LOW);
 // инициализация dht
 dht.begin();
 // запуск SoftwareSerial
 HC05Serial.begin(9600);
 // резервирование 50 bytes для the inputString:
 inputString0.reserve(50);

}

void loop()
 {
 // ожидание конца строки для анализа поступившего запроса:
 serialEvent0();
 if (stringComplete0)
 {
 Serial.println(inputString0);
 parse_string0(inputString0);
 // очистить :
 inputString0 = "";
 stringComplete0 = false;
 }
 // каждые 5 сек - получение показаний датчиков
 // и вывод на дисплей
 if(millis()-millisupdate>5000)
 {
 millisupdate=millis();
 // получение данных с DHT11
 float h = dht.readHumidity();
 if (isnan(h))
 {
 Serial.println("Failed to read from DHT");
 HC05Serial.println("H1=101");
 delay(10);
 }
 else
 {
 Serial.print("HumidityDHT11= "); Serial.print(h);Serial.println(" %");
 HC05Serial.print("aH=");HC05Serial.print(h);HC05Serial.print("*");
 delay(10);
 }
 // получение значения с аналогового вывода модуля влажности почвы
 int val0=analogRead(pinSoilMoisture);
 Serial.print("SoilMoisture= "); Serial.println(val0);
 HC05Serial.print("SM=");HC05Serial.print(h);HC05Serial.print("*");
 delay(10);
 // получение значения с аналогового вывода датчика температуры TMP36
 int val1=analogRead(pinTMP36);
 // перевод в мВ
 int mV= val1*1000/1024;
 // перевод в градусы цельсия
 int t=(mV-500)/10+75;//t=23;
 Serial.print("TempTMP36= "); Serial.print(t);Serial.println(" C");
 HC05Serial.print("aT=");HC05Serial.print(t);HC05Serial.print("*");
 delay(10);
 // получение значения с аналогового вывода фоторезистора
 int val2=analogRead(pinPhotoresistor);
 Serial.print("Light= "); Serial.println(val2);
 HC05Serial.print("Ph=");HC05Serial.print(val2);HC05Serial.print("*");
 delay(10);
 // обновить
 // вывод состояние полива, лампы, вентилятора
 Serial.print("pump - "); Serial.println(statusRelays[2]);
 Serial.print("fun - "); Serial.println(statusRelays[1]);
 Serial.print("lamp - "); Serial.println(statusRelays[0]);
 HC05Serial.print("PM=");HC05Serial.print(statusRelays[2]);HC05Serial.print("*");
 delay(10);
 HC05Serial.print("FN=");HC05Serial.print(statusRelays[1]);HC05Serial.print("*");
 delay(10);
 HC05Serial.print("LM=");HC05Serial.print(statusRelays[0]);
 delay(10);
 //// проверка условий
 // увлажненность почвы
 if(val0 > MOISTURE_DETECT)
 digitalWrite(LED_MOISTURE,HIGH);
 else
 digitalWrite(LED_MOISTURE,LOW);
 // температура воздуха
 if(t > TEMP_DETECT)
 digitalWrite(LED_TEMP,HIGH);
 else
 digitalWrite(LED_TEMP,LOW);
 // освещенность
 if(val2 < LIGHT_DETECT)
 digitalWrite(LED_LIGHT,HIGH);
 else
 digitalWrite(LED_LIGHT,LOW);
 // пауза 5 секунд
 Serial.println();
 }
 }
 // SerialEvent для HC05
 void serialEvent0() {
 while (HC05Serial.available()) {
 // получить очередной байт:
 char inChar = (char)HC05Serial.read();
 // добавить в строку
 inputString0 += inChar;
 // /n - конец передачи
 if (inChar == '#') {
 stringComplete0 = true;
 }
 }
 }
 // парсинг строки из android
 void parse_string0(String inputString)
 {
 // длина строки
 int length1=inputString.length();
 if(length1!=5)
 {Serial.println("ERROR1"); return;}
 if(inputString.charAt(2)!='=')
 {Serial.println("ERROR2"); return;}
 if(inputString.charAt(4)!='#')
 {Serial.println("ERROR3"); return;}
 String param1=inputString.substring(0,2);
 int param2=inputString.substring(3,4).toInt();
 Serial.print("param1=");Serial.println(param1);
 Serial.print("param2=");Serial.println(param2);
 if(param1=="PM")
 doCommand(2,min(param2,1));
 else if(param1=="FN")
 doCommand(1,min(param2,1));
 else if(param1=="LM")
 doCommand(0,min(param2,1));
 }

// исполнение команды от смартфона
 void doCommand(int relay, int status1)
 {
 // изменить статус
 statusRelays[relay]=status1;
 // изменить состояние реле
 digitalWrite(pinRelays[relay],statusRelays[relay]);
 }

Загружаем скетч на Arduino, на телефоне запускаем приложение.