ساخت یک نقشه حرارتی برای سیگنال وای فای با آردوینو و ESP8266

مقدمه

در این آموزش قصد داریم با استفاده از آردوینو و ESP8266 یک نقشه حرارتی از سیگنال های وای فای اطراف خود بسازیم.

آنچه در این آموزش یاد می گیرید

  • آشنایی با سیگنال وایفای
  • نحوه تشخیص سیگنال های خاص با ESP8266
  • ساخت یک نقشه حرارتی با آردوینو و نمایشگر TFT

وای فای (Wi-Fi) چیست

امروزه بسیاری از مردم در گوشی های هوشمند، تبلت ها و لپ تاپ های خود از سرویس وای فای استفاده می کنند. وای فای یک پروتکل ثبت شده توسط “Wi-Fi Alliance” می باشد که برای ساخت یک شبکه محلی بیسیم با استاندارد IEEE802.11 ساخته شده است.

وای فای نسبت به بلوتوث قدرت بیشتری دارد. از وای فای بیشتر برای اتصال به اینترنت بیسیم استفاده می شود که این موضوع باعث محبوبیت دوچندان این پروتکل شده است. با استفاده از این تکنولوژی می توانید به راحتی در هرجا به اینترنت متصل شوید. استاندارد وای فای حداکثر سرعت 11Mps را در فرکانس 2.4 گیگاهرتز پشتیبانی می کند. برای افزایش سرعت این استاندارد، مدل دیگری بنام IEEE802.11n ساخته شد که سرعت آن تا 200Mps افزایش یافته است. این افزایش سرعت بعلت استفاده از سیستم چند آنتنی(MIMO)، استفاده از دو رنج فرکانسی 2.4 و 5 گیگاهرتز و اجازه دسترسی رسانه ای خاص(Medium Access-MAC)، می باشد. برد وای فای چیزی حدود 20 متر می باشد.

در این پروژه می خواهیم با استفاده از ESP8266، آردوینو و 3.5” TFT LCD یک نقشه حرارتی از سیگنال های وای فای اطراف خود بسازیم. ESP8266 می تواند سیگنال وای فای یک SSID مشخص (RSSI) را تشخیص دهد. ماژول ESP-01 برای این پروژه مناسب است، به این منظور باید 4 عدد از این ماژول ها را در 4 گوشه اتاق با الگوی مستطیلی قرار دهیم، پس از دریافت اطلاعات از ماژول های ESP آنهارا برای تحلیل و نمایش به آردوینو ارسال می کنیم.

نقشه حرارتی چیست

نقشه حرارتی، داده ای گرافیکی می باشد که اطلاعات را بصورت جذاب در اختیار ما قرار می دهد. در نقشه حرارتی معمولا از یک طیف رنگی برای تحلیل اطلاعات استفاده می شود، این طیف رنگی از رنگ های گرم شروع می شود و به رنگ های سرد خاتمه می یابد. در هر قسمت از نقشه حرارتی که تمرکز داده مدنظر حداکثر باشد (مثلا بیشترین قدرت سیگنال وای فای) آن قسمت از نقشه گرم ترین رنگ را خواهد داشت و به همین ترتیب با کاهش میزان تمرکز داده، طیف رنگ به سمت رنگ های سرد پیش می رود.

لوازمی که به آن احتیاج دارید

قطعات مورد نیاز

آردوینو UNO R3 × 4
شیلد نمایشگر 3.5 اینچی × 1
ماژول وای فای ESP8266 × 4

نرم افزار های مورد نیاز

Arduino IDE

ساخت یک نقشه حرارتی برای سیگنال وای فای

سیم بندی

تمام ماژول های ESP را درست مانند مدار زیر به آردوینو متصل کنید.

پس از اتصال سیم های مربوط به ماژول های ESP، شیلد نمایشگر TFT را روی آردوینو قرار دهید.

کد

ابتدا برای بررسی قدرت سیگنال و ارسال آن به آردوینو، یک کد برای ماژول های ESP نوشته، سپس به منظور دریافت اطلاعات و نمایش آنها کد دیگری برای آردوینو می نوسیم.

کد زیر را روی تک تک ماژول های ESP خود آپلود کنید. برای مطالعه بیشتر درباره ماژول ESP8266 و نحوه آپلود کردن کد از طریق Arduino IDE می توانید این آموزش را مطالعه کنید.


در این کد کاراکتر “1” نشانگر شناسه ماژول ESP می باشد، برای ماژول های بعد این شناسه را تغییر دهید، بعنوان مثال برای ماژول دوم شناسه “2” قرار دهید. بجای “specific SSID” نام SSID مورد نظر خود را وارد کنید.

حال کد زیر را روی آردوینو آپلود کنید.


در این کد برای نمایش روی LCD از کتابخانه های Adafruit_GFX  و MCUFRIEND_kbv  استفاده شده است که میتوانید آن ها را از لینک های زیر دانلود کنید.

Adafruit-GFX Library

MCUFRIEND_kbv Library

پس از دریافت RSSI از همه ماژول ها، آردوینو با یک فرمول، قدرت سیگنال وای فای را با توجه به مکان محاسبه کند. می توانید با تغییر متغیرهای r، g و b رنگ موردنظر خودتان را بسازید.

یک گام جلوتر

  • سعی کنید SSID های بیشتری را تحلیل کنید.
  • سعی کنید ماژول های بیشتری اضافه کرده و سیگنال را بصورت سه بعدی تحلیل کنید.

Share this post

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *