Hướng dẫn toàn bộ cách đưa dữ liệu cảm biến DHT11 / DHT22 lên Firebase và làm giao diện Webapp với iNut Platform

Mô tả dự án: 
    Firebase là một dịch vụ database thời gian thực miễn phí (100MB), rất phù hợp để các bạn lưu trữ dữ liệu của mình trong các dự án nhỏ như đồ án môn học, luận văn,.. Với Firebase, chúng ta dễ dàng lưu trữ giá trị nhiệt độ, độ ẩm một cách dễ dàng. Bạn có thể xem lại dữ liệu của mình (theo một giới hạn nào đó) bằng bất cứ cách gì bạn muốn. Đối với lĩnh vực Internet of Things, Firebase giúp bạn dễ dàng làm một bản cơ sở dữ liệu đơn giản mà không yêu cầu bạn biết bất cứ một thứ gì về cơ sở dữ liệu.

    FireBase có thể rất mạnh mẽ đối với ứng dụng backend, nó bao gồm: lưu trữ dữ liệu, xác thực người dùng, static hosting (tức là chỉ có trang html và javascript). Nên lập trình viên chỉ cần chú tâm đến việc nâng cao trải nghiệm người dùng.

   Vì firebase không hề miễn phí khi scaleout ra nên mình khuyên các bạn chỉ dùng firebase cho các ứng dụng học tập hoặc các ứng dụng bán ở thị trường nước ngoài. Giá firebase rất đắt khi nhu cầu dùng tăng cao nhất là khi bị đối thủ ddos giả lập lại lưu lượng truy cập.

Luôn ghi nhớ một câu: "Không có buổi trưa nào miễn phí cả!".

    Và cái quan trọng trong bài viết ngày hôm nay mà mình cùng bạn sẽ khám phá, đó là Firebase Realtime Database. Một loại cơ sở dữ liệu dạng JSON rất dễ để tiếp cận đối với dân kỹ thuật không chuyên về database! Bạn cứ tưởng tượng nó là một cái mảng chứa dữ liệu mà khi có dữ liệu mới thì nó sẽ cập nhập ngay lập tức lên web mà không tốn bất kỳ một dòng code nào. Rất phù hợp cho các bạn làm prototype mà không hiểu sâu về database.

Để đang ký Firebase, các bạn vào đường dẫn https://console.firebase.google.com/.... Cứ dùng tài khoản google của bạn là okay! Sau đó bạn nhấn vào hình "Add project" để tiếp tục

Sẽ có 03 thông số bạn cần quan tâm: 

Project name: tên dự án. Bạn đặt tên cho nó ngầu vào :D. Không nhất thiết phải dấu gạch như dưới.
Project ID: Đây là "tên máy" để máy tính hiểu, code bạn hiểu,... Hiểu nôm na nó là cái số nhà của bạn trong khu phố Google Firebase á.
Country / region: Bạn chọn Vietnam để Google nó đưa về server singapore hoặc hongkong để tăng tốc độ khi bị cá mập cắn cáp thôi chứ không có gì đâu.

Như thế này là xong rồi, các bạn nhấn ô Continue  để tiếp tục!

Kích hoạt Firebase Realtime database
Bạn chọn Develop, chọn mục Database và cuối cùng là chọn Realtime Database.

Nhấn Get started và chọn các thông số như hình sau:

Đừng lo lắng bạn nhé, chúng ta không cần quan tâm nhiều đến bảo mật và xác thực, vì nó sẽ rất khó cho người mới học tiếp cận vì dễ bị lỗi này nọ liên quan đến phân quyền - một khái niệm không phải ai cũng biết nếu học lập trình Arduino.

Okay, khi đã Enable xong, đây là giao diện bạn sẽ nhận được

Trong đó inut-firebase chính là id lúc nãy bạn đã đăng ký! Bạn chỉ cần ghi nhớ hoặc lưu id này lại là đủ. Nào cùng chiến đâu với bài toán thực tế nào!

Bài toán đặt ra:
Bạn có thể dành thời gian đọc bài "Đọc cảm biến nhiệt độ, độ ẩm từ DHT11 up lên server làm webapp" để hiểu sâu hơn nhé.

Chúng ta sẽ đưa dữ liệu cảm biến nhiệt độ, độ ẩm DHT11 hoặc DHT22 từ Arduino lên Firebase. Mục tiêu là có thể lưu trữ dữ liệu dễ dàng cho các bạn lập trình thiên hướng công nghệ phần mềm có thể dễ dàng lấy được dữ liệu theo thời gian thực mà không hiểu về cấu trúc hệ thống bên dưới kỹ thuật phần cứng.

Các bạn cần chuẩn bị những dụng cụ sau để bắt đầu:

Phần mềm
Trên điện thoại di động:
iNut - Công tắc wifi (các bạn search trong apple store hoặc google play từ khóa inut là ra). Tải về trên Apple Store, tải về ở Google Play.
Trên máy tính:
Git
NodeJS (mirror)
Phần cứng
iNut - Cảm biến
Arduino Uno
Cảm biến DHT11
Cục pin dự phòng (có cũng được ko có cũng được, nhiệm vụ của nó chỉ để cấp nguồn cho con cảm biến mưa để demo thôi à :D)
Nối dây:

Nối dây cảm biến DHT11
DHT22 làm tương tự bạn nhé

Nối dây iNut cảm biến với Arduino

Các bạn nạp đoạn code sau cho Arduino
#include <Wire.h>
#define N_SENSOR  2
float sensors[N_SENSOR]; //biến lưu trữ danh sách cảm biến
 
// Gọi thư viện DHT11
#include<DHT.h>           
 
const int DHTPIN = 2;       //Đọc dữ liệu từ DHT11 ở chân 2 trên mạch Arduino
const int DHTTYPE = DHT11;  //Khai báo loại cảm biến, có 2 loại là DHT11 và DHT22
 
DHT dht(DHTPIN, DHTTYPE);
 
void setup() {
  Serial.begin(9600);
  dht.begin();         // Khởi động cảm biến
 
  Wire.begin(10); //Theo như yêu cầu của iNut Platform, các bạn sẽ dùng cổng I2C với địa chỉ là 10.
  Wire.onRequest(i2cRequestEvent); //Mỗi khi iNut - Cảm biến yêu cầu thì sẽ chạy hàm này nhằm mục tiêu gửi dữ liệu lên cho iNut - Cảm biến, cứ 01 giây sẽ yêu cầu gửi 01 lần
 
  Serial.println("Xin chao iNut Platform");
}
 
void i2cRequestEvent()
{
  //phải có nhé, chỉ cần 02 dòng này là data đã được gửi đi
  char *data = (byte*)&sensors; 
  Wire.write(data, sizeof(sensors));
 
 
  //debug - Kiểm tra cho bạn dễ hình dung dữ liệu được gửi đi
  Serial.print("sizeof(sensors): ");
  Serial.println(sizeof(sensors));
  Serial.print("sizeof(float): ");
  Serial.println(sizeof(float));
}
 
void loop() {
  float h = dht.readHumidity();    //Đọc độ ẩm
  float t = dht.readTemperature(); //Đọc nhiệt độ
  
  Serial.println("Arduino.vn");
  Serial.print("Nhiet do: ");
  Serial.println(t);               //Xuất nhiệt độ
  Serial.print("Do am: ");
  Serial.println(h);               //Xuất độ ẩm
  
  Serial.println();                //Xuống hàng
 
 
  //Nhiệm vụ của bạn là gán giá trị cảm biến vào các phần tử của mảng sensors
  sensors[0] = h;
  sensors[1] = t;
}
Thư viện DHT.h các bạn có thể tải về ở đây. 

Cài đặt mạng cho iNut Cảm biến 
Mật khẩu mạng wifi của iNut là: inut12345

Cài đặt chương trình làm webapp Node-red
Để cài đặt chương trình làm webapp Node-red, các bạn làm theo các hướng dẫn sau đây:

Các bạn mở Windows command line lên bằng cách nhấn tổ hợp phím Windows + R (phím Windows là phím giữa Alt và Ctrl á). Sau đó gõ lệnh cmd và nhấn OK.

Trong bản lệnh hiện ra, bạn lần lượt chạy các lệnh sau (chép và dán vào từng lệnh một cho chắc nhé)

Clone code về
git clone https://github.com/ngohuynhngockhanh/iNut-Node-RED-Kickstarter

cd iNut-Node-RED-Kickstarter

git firebase

Cài đặt
npm install

Chạy chương trình
npm start

Sau khi cài đặt xong, bạn sẽ có một thông báo như thế này:

Và các bạn truy cập vào http://127.0.0.1:1880/... nhé! Đây là giao diện của chúng ta.

Các bạn truy cập vào địa chỉ http://localhost:1880/ui/... để xem giao diện đồ họa nhé.