Zaplecze techniczne drzewka IoT (+zadanie)

Kto to taki? Święty Mikołaj? A jak on do nas dotrze?
W trakcie burzy mózgów wraz z kolegami uświadomiliśmy sobie, że budynek SOS electronic w Koszycach nie posiada komina (burza mózgów to bardzo przydatna rzecz!). To był szok, ponieważ Mikołaj nie będzie mógł dostać się do budynku w Boże Narodzenie, a więc nie przyniesie nam prezentów i nie zapali lampek na choince. I co teraz?
Postanowiłem uratować chociaż drzewko. Podłączę je do sieci, dzięki czemu nasi klienci będą mogli zapalić lampki i rozświetlić ten szczególny czas za pośrednictwem internetu - zamiast Mikołaja. Prezenty uratował nasz szef - dzięki wypłacie.

Jakie podzespoły wykorzystałem?
 - Moduł WiFi ESP8266
 - Specjalne świąteczne oświetlenie LED ze sterownikami WS2811
 - Raspberry B v3
 - Kamera Raspberry (aby wszyscy mogli zobaczyć, że drzewko naprawdę się rozbłysnęło światełkami)
 - Sztuczna choinka
 - Pudełko świątecznych dekoracji

W pierwszej fazie projektu sprawdziłem, jakie korzyści można zyskać w wyniku połączenia modułu WiFi ESP8266 ze sterownikami LED WS2811. Ale czy zdołam dokonać czegoś wyjątkowego?
Udało mi się włączyć diody LED i sprawić, aby migały, ale tylko w domu, na stole. Sieć WiFi w SOS electronic nie działa w ten sposób. Moduł ESP8266 zawieszał się i nie odpowiadał - musiałem go restartować. Gdzie tkwił problem? Co dalej? Biblioteki Arduino?

Po godzinach eksperymentowania i debugowania kodu, lampka zaświeciła się. Nie, jeszcze nie na drzewku! W SOS do sieci podłączonych jest sto urządzeń. To naprawdę bardzo ruchliwa sieć. Dlatego chciałem podłączyć moduł do oddzielnej sieci WiFi. Administrator skonfigurował mój router WiFi, ale i to nie pomogło.

Później zauważyłem, że ten wyżej wspomniany „router WiFi” to po prostu zwykły punkt dostępu działający w trybie mostka (pozdrawiam kolegę:). Tak więc cały ruch w sieci był kierowany także na moduł WiFi, który czasami nie był w stanie nadążyć za procesorem taktowanym 80Mhz. Jedną z opcji było wyrzucenie ESP8266 do kosza (byłem tego całkiem bliski) i eksperymentowanie z innym modułem, na przykład z ESP32. Wyposażony jest on w 2 procesory z magistralą 260MHz. A może trzeba było użyć Lantronix, profesjonalnych rozwiązań AAEON. No cóż, strzelać z armaty do wróbla? W końcu udało mi się rozwiązać problem za pomocą normalnego routera WiFi z obsługą NAT.

A co z obrazem video na żywo?
Raspberry Pi z kamerą okazał się strzałem w dziesiątkę. Strumieniowanie wideo z SOS electronic na żywo bezpośrednio do internetu za pomocą otwartego portu lub eksperymentowanie z proxy gdzieś w centrum danych, rozwiązanie w postaci odtwarzacza video HTML/JS przeglądarce?
 Pogooglowałem nieco i odkryłem YouTube Live. Ustawienie było bardzo proste. Otrzymałem doskonały obraz w full HD oraz stosunkowo niewielki przepływ danych, ale przekaz „na żywo” nie był tak naprawdę przekazem „na żywo”. Opóźnienie wideo wynosiło 10 sekund lub więcej, o wiele za dużo w moim projekcie.

Po przeczytaniu chyba połowy informacji zamieszczonych w internecie znalazłem czeską usługę strumieniowania wideo AngelCam. Stosunek obrazu do przepływu danych był gorszy, ale nadal akceptowalny (kompresja MJPG), opóźnienie 1-2 sekundy. Tak więc „wideo na żywo” prezentujące drzewko z SOS było strumieniowane poprzez AngelCam.

Co mogę dodać na koniec? Projekt wyglądał na bardzo prosty, a mimo to wiele się dzięki niemu nauczyłem.

Pozdrowienia - Matúš Čopík, autor

PS: Przygotujcie się na kolejne Święta z SOS electronic!

Zadanie:

Bardzo podobała nam się choinka w okresie świąt Bożego Narodzenia, a teraz – prezent. Ile było diod LED na naszym drzewku? Spośród wszystkich poprawnych odpowiedzi wylosujemy dwóch zwycięzców, którym przekażemy płytki uruchomieniowe Esp32-DevKitC.

Dziękujemy za udział w konkursie i wszystkie nadesłane odpowiedzi 
- otrzymaliśmy ich dokładnie 45

Poprawna odpowiedź brzmi: 50 diod LED.  Z puli wszystkich poprawnych odpowiedzi wylosowany został zwycięzca, L. Tamás z Węgier i J. Michal z Słowacji. 

Gratulujemy!