Für diese Projekt setzen wir voraus, dass eine Delphi Entwicklungsumgebung eingerichtet ist und ein grundsätzliches Verständnis der Delphi Programmiersprache vorhanden ist.
Falls dies nicht der Fall ist sollte hier begonnen werden. Informationen über die Tinkerforge API sind dann hier zu finden.
Wir setzen weiterhin voraus, dass ein passender Rauchmelder mit einem Industrial Digital In 4 Bricklet verbunden wurde wie hier beschrieben.
Wir setzen uns folgendes Ziel für dieses Projekt:
Da dieses Projekt wahrscheinlich 24/7 laufen wird, wollen wir sicherstellen, dass das Programm möglichst robust gegen externe Einflüsse ist. Das Programm sollte weiterhin funktionieren falls
Im Folgenden werden wir Schritt für Schritt zeigen wie diese Ziele erreicht werden können.
Als Erstes legen wir fest wohin unser Programm sich verbinden soll:
const
HOST = 'localhost';
PORT = 4223;
Falls eine WIFI Extension verwendet wird, oder der Brick Daemon auf einem anderen PC läuft, dann muss "localhost" durch die IP Adresse oder den Hostnamen der WIFI Extension oder des anderen PCs ersetzt werden.
Nach dem Start des Programms müssen der OnEnumerate
Callback
und der OnConnected
Callback registriert und ein erstes
Enumerate ausgelöst werden:
procedure TSmokeDetector.Execute;
begin
ipcon := TIPConnection.Create;
ipcon.Connect(HOST, PORT);
ipcon.OnEnumerate := {$ifdef FPC}@{$endif}EnumerateCB;
ipcon.OnConnected := {$ifdef FPC}@{$endif}ConnectedCB;
ipcon.Enumerate;
end;
Der Enumerate Callback wird ausgelöst wenn ein Brick per USB angeschlossen wird
oder wenn die Enumerate
Funktion aufgerufen wird. Dies ermöglicht es die
Bricks und Bricklets im Stapel zu erkennen ohne im Voraus ihre UIDs kennen zu
müssen.
Der Connected Callback wird ausgelöst wenn die Verbindung zur WIFI Extension oder zum Brick Daemon hergestellt wurde. In diesem Callback muss wiederum ein Enumerate angestoßen werden, wenn es sich um ein Auto-Reconnect handelt:
procedure TSmokeDetector.ConnectedCB(sender: TIPConnection; const connectedReason: byte);
begin
if (connectedReason = IPCON_CONNECT_REASON_AUTO_RECONNECT) then begin
ipcon.Enumerate;
end;
end;
Ein Auto-Reconnect bedeutet, dass die Verbindung zur WIFI Extension oder zum Brick Daemon verloren gegangen ist und automatisch wiederhergestellt werden konnte. In diesem Fall kann es sein, dass die Bricklets ihre Konfiguration verloren haben und wir sie neu konfigurieren müssen. Da die Konfiguration beim Enumerate (siehe unten) durchgeführt wird, lösen wir einfach noch ein Enumerate aus.
Schritt 1 zusammengefügt:
const
HOST = 'localhost';
PORT = 4223;
type
TSmokeDetector = class
private
ipcon: TIPConnection;
public
procedure ConnectedCB(sender: TIPConnection; const connectedReason: byte);
procedure Execute;
end;
procedure TSmokeDetector.ConnectedCB(sender: TIPConnection; const connectedReason: byte);
begin
if (connectedReason = IPCON_CONNECT_REASON_AUTO_RECONNECT) then begin
ipcon.Enumerate;
end;
end;
procedure TSmokeDetector.Execute;
begin
ipcon := TIPConnection.Create;
ipcon.Connect(HOST, PORT);
ipcon.OnEnumerate := {$ifdef FPC}@{$endif}EnumerateCB;
ipcon.OnConnected := {$ifdef FPC}@{$endif}ConnectedCB;
ipcon.Enumerate;
end;
Während des Enumerierungsprozesses soll das Industrial Digital In 4 Bricklet konfiguriert werden. Dadurch ist sichergestellt, dass es neu konfiguriert wird nach einem Verbindungsabbruch oder einer Unterbrechung der Stromversorgung.
Die Konfiguration soll beim ersten Start (IPCON_ENUMERATION_TYPE_CONNECTED
)
durchgeführt werden und auch bei jedem extern ausgelösten Enumerate
(IPCON_ENUMERATION_TYPE_AVAILABLE
):
procedure TSmokeDetector.EnumerateCB(sender: TIPConnection; const uid: string;
const connectedUid: string; const position: char;
const hardwareVersion: TVersionNumber;
const firmwareVersion: TVersionNumber;
const deviceIdentifier: word; const enumerationType: byte);
begin
if ((enumerationType = IPCON_ENUMERATION_TYPE_CONNECTED) or
(enumerationType = IPCON_ENUMERATION_TYPE_AVAILABLE)) then begin
Das Industrial Digital In 4 Bricklet wird so eingestellt, dass es die
InterruptCB
Callback-Funktion aufruft wenn sich die Spannung an einem
der Eingänge verändert. Die Entprellperiode wird auf 10s (10000ms) gestellt,
um zu vermeiden zu viele Callback zu erhalten. Interrupt-Erkennung wird für
alle Eingänge aktiviert (15 = 0b1111).
if (deviceIdentifier = BRICKLET_INDUSTRIAL_DIGITAL_IN_4_DEVICE_IDENTIFIER) then begin
brickletIndustrialDigitalIn4 := TBrickletIndustrialDigitalIn4.Create(uid, ipcon);
brickletIndustrialDigitalIn4.SetDebouncePeriod(10000);
brickletIndustrialDigitalIn4.SetInterrupt(15);
brickletIndustrialDigitalIn4.OnInterrupt := {$ifdef FPC}@{$endif}InterruptCB;
end;
Schritt 2 zusammengefügt:
procedure TSmokeDetector.EnumerateCB(sender: TIPConnection; const uid: string;
const connectedUid: string; const position: char;
const hardwareVersion: TVersionNumber;
const firmwareVersion: TVersionNumber;
const deviceIdentifier: word; const enumerationType: byte);
begin
if ((enumerationType = IPCON_ENUMERATION_TYPE_CONNECTED) or
(enumerationType = IPCON_ENUMERATION_TYPE_AVAILABLE)) then begin
if (deviceIdentifier = BRICKLET_INDUSTRIAL_DIGITAL_IN_4_DEVICE_IDENTIFIER) then begin
brickletIndustrialDigitalIn4 := TBrickletIndustrialDigitalIn4.Create(uid, ipcon);
brickletIndustrialDigitalIn4.SetDebouncePeriod(10000);
brickletIndustrialDigitalIn4.SetInterrupt(15);
brickletIndustrialDigitalIn4.OnInterrupt := {$ifdef FPC}@{$endif}InterruptCB;
end;
end;
end;
Jetzt müssen wir noch auf das Alarmsignal des Rauchmelders reagieren. Es soll
aber nur auf das Einschalten der LED reagiert werden, nicht auf das
Ausschalten. Dazu wird valueMask
auf > 0
geprüft, in diesem Fall liegt
an mindesten einem Eingang eine Spannung an, sprich die LED leuchtet.
procedure TSmokeDetector.InterruptCB(sender: TBrickletIndustrialDigitalIn4; const interruptMask: word; const valueMask: word);
begin
if (valueMask > 0) then begin
WriteLn('Fire! Fire!');
end;
end;
Das ist es. Wenn wir diese drei Schritte zusammen in eine Datei kopieren und ausführen, dann hätten wir jetzt eine funktionierendes Programm, das den Alarmstatus eines Rauchmelders ausließt und auf dessen Alarmsignal reagiert.
In der jetzigen Form gibt das Programm nur eine Meldung aus. Dies kann auf verschiedene Weise verbessert werden. Zum Beispiel könnte das Programm jemanden per E-Mail oder SMS über den Alarm informieren.
Wie dem auch sei, wir haben noch nicht alle Ziele erreicht. Das Programm ist noch nicht robust genug. Was passiert wenn die Verbindung beim Start des Programms nicht hergestellt werden kann, oder wenn das Enumerate nach einem Auto-Reconnect nicht funktioniert?
Wir brauchen noch Fehlerbehandlung!
Beim Start des Programms versuchen wir solange die Verbindung herzustellen, bis es klappt:
while (true) do begin
try
ipcon.Connect(HOST, PORT);
break;
except
on e: Exception do begin
WriteLn('Connection Error: ' + e.Message);
Sleep(1000);
end;
end;
end;
und es wird solange versucht ein Enumerate zu starten bis auch dies geklappt hat:
while (true) do begin
try
ipcon.Enumerate;
break;
except
on e: Exception do begin
WriteLn('Enumeration Error: ' + e.Message);
Sleep(1000);
end;
end;
end;
Mit diesen Änderungen kann das Programm schon gestartet werden bevor der Master Brick angeschlossen ist.
Es müssen auch noch mögliche Fehler während des Enumerierungsprozesses behandelt werden:
if (deviceIdentifier = BRICKLET_INDUSTRIAL_DIGITAL_IN_4_DEVICE_IDENTIFIER) then begin
try
brickletIndustrialDigitalIn4 := TBrickletIndustrialDigitalIn4.Create(uid, ipcon);
brickletIndustrialDigitalIn4.SetDebouncePeriod(10000);
brickletIndustrialDigitalIn4.SetInterrupt(15);
brickletIndustrialDigitalIn4.OnInterrupt := {$ifdef FPC}@{$endif}InterruptCB;
WriteLn('Industrial Digital In 4 initialized');
except
on e: Exception do begin
WriteLn('Industrial Digital In 4 init failed: ' + e.Message);
brickletIndustrialDigitalIn4 := nil;
end;
end;
end;
Zusätzlich wollen wir noch ein paar Logausgaben einfügen. Diese ermöglichen es später herauszufinden was ein mögliches Problem ausgelöst hat.
Zum Beispiel, wenn der Master Brick über WLAN angebunden ist und häufig Auto-Reconnects auftreten, dann ist wahrscheinlich die WLAN Verbindung nicht sehr stabil.
Jetzt sind alle für gesteckten Ziele für unseren gehackten Rauchmelder erreicht.
Das gesamte Programm für den gehackten Rauchmelder (download):
program SmokeDetector;
{$ifdef MSWINDOWS}{$apptype CONSOLE}{$endif}
{$ifdef FPC}{$mode OBJFPC}{$H+}{$endif}
uses
SysUtils, IPConnection, Device, BrickletIndustrialDigitalIn4;
const
HOST = 'localhost';
PORT = 4223;
type
TSmokeDetector = class
private
ipcon: TIPConnection;
brickletIndustrialDigitalIn4: TBrickletIndustrialDigitalIn4;
public
constructor Create;
destructor Destroy; override;
procedure ConnectedCB(sender: TIPConnection; const connectedReason: byte);
procedure EnumerateCB(sender: TIPConnection; const uid: string;
const connectedUid: string; const position: char;
const hardwareVersion: TVersionNumber;
const firmwareVersion: TVersionNumber;
const deviceIdentifier: word; const enumerationType: byte);
procedure InterruptCB(sender: TBrickletIndustrialDigitalIn4; const interruptMask: word; const valueMask: word);
procedure Execute;
end;
var
sd: TSmokeDetector;
constructor TSmokeDetector.Create;
begin
ipcon := nil;
brickletIndustrialDigitalIn4 := nil;
end;
destructor TSmokeDetector.Destroy;
begin
if (brickletIndustrialDigitalIn4 <> nil) then brickletIndustrialDigitalIn4.Destroy;
if (ipcon <> nil) then ipcon.Destroy;
inherited Destroy;
end;
procedure TSmokeDetector.ConnectedCB(sender: TIPConnection; const connectedReason: byte);
begin
if (connectedReason = IPCON_CONNECT_REASON_AUTO_RECONNECT) then begin
WriteLn('Auto Reconnect');
while (true) do begin
try
ipcon.Enumerate;
break;
except
on e: Exception do begin
WriteLn('Enumeration Error: ' + e.Message);
Sleep(1000);
end;
end;
end;
end;
end;
procedure TSmokeDetector.EnumerateCB(sender: TIPConnection; const uid: string;
const connectedUid: string; const position: char;
const hardwareVersion: TVersionNumber;
const firmwareVersion: TVersionNumber;
const deviceIdentifier: word; const enumerationType: byte);
begin
if ((enumerationType = IPCON_ENUMERATION_TYPE_CONNECTED) or
(enumerationType = IPCON_ENUMERATION_TYPE_AVAILABLE)) then begin
if (deviceIdentifier = BRICKLET_INDUSTRIAL_DIGITAL_IN_4_DEVICE_IDENTIFIER) then begin
try
brickletIndustrialDigitalIn4 := TBrickletIndustrialDigitalIn4.Create(uid, ipcon);
brickletIndustrialDigitalIn4.SetDebouncePeriod(10000);
brickletIndustrialDigitalIn4.SetInterrupt(15);
brickletIndustrialDigitalIn4.OnInterrupt := {$ifdef FPC}@{$endif}InterruptCB;
WriteLn('Industrial Digital In 4 initialized');
except
on e: Exception do begin
WriteLn('Industrial Digital In 4 init failed: ' + e.Message);
brickletIndustrialDigitalIn4 := nil;
end;
end;
end;
end;
end;
procedure TSmokeDetector.InterruptCB(sender: TBrickletIndustrialDigitalIn4; const interruptMask: word; const valueMask: word);
begin
if (valueMask > 0) then begin
WriteLn('Fire! Fire!');
end;
end;
procedure TSmokeDetector.Execute;
begin
ipcon := TIPConnection.Create;
while (true) do begin
try
ipcon.Connect(HOST, PORT);
break;
except
on e: Exception do begin
WriteLn('Connection Error: ' + e.Message);
Sleep(1000);
end;
end;
end;
ipcon.OnEnumerate := {$ifdef FPC}@{$endif}EnumerateCB;
ipcon.OnConnected := {$ifdef FPC}@{$endif}ConnectedCB;
while (true) do begin
try
ipcon.Enumerate;
break;
except
on e: Exception do begin
WriteLn('Enumeration Error: ' + e.Message);
Sleep(1000);
end;
end;
end;
WriteLn('Press key to exit');
ReadLn;
end;
begin
sd := TSmokeDetector.Create;
sd.Execute;
sd.Destroy;
end.