IoT Anwendungsentwicklung mit Node-RED

Was ist Node-RED?

IoT und Industrielösungen immer einfacher macht, Node-RED ist eine kostenlose Open-Source-Logik-Engine, mit der Programmierer aller Erfahrungsstufen physische Ein-/Ausgabegeräte, Cloud-basierte Systeme, Datenbanken und APIs miteinander verbinden können. Die Interaktion mit Node-RED erfolgt über einen browserbasierten Flow-Editor, der die Integration mehrerer Geräte und APIs so einfach macht wie das Verknüpfen von Nodes zu leicht verständlichen Flows.

Die Datenflüsse in Node-RED werden durch verschiedene Knotentypen gesteuert. Jeder Knoten hat eine klar definierte Aufgabe oder Funktion: Er empfängt Daten, verarbeitet diese und leitet sie anschließend an den nächsten Knoten im Datenfluss weiter oder schließt die Verarbeitung ab. Das Netzwerk steuert den Datenfluss zwischen den Knoten. Node-RED basiert auf flussbasierter Programmierung , die das Verhalten einer Anwendung als Netzwerk von Blackboxes (Knoten) beschreibt. Diese Blackboxes tauschen Daten über vordefinierte Nachrichtenübermittlungsmethoden aus, was letztendlich zu einer visuellen Darstellung der Anwendung in Aktion führt. Beispielsweise kann eine Anwendung mit Node-RED in einzelne Schritte zerlegt werden. Anschließend kann man sich einen Datenfluss ansehen, um zu verstehen, was die Anwendung tut, ohne die einzelnen Codezeilen in jedem Knoten verstehen zu müssen. Dies spart nicht nur Zeit, sondern ist auch eine große Hilfe bei der Entwicklung und Fehlerbehebung von IoT und industriellen IoT Anwendungen.

Die Standardinstallation von Node-RED enthält zahlreiche vorinstallierte Knotentypen zur Textanalyse, Befehlsausführung, zum Senden und Empfangen von HTTP-, UDP-, TCP- und MQTT-Anfragen, zum Einreihen und Abrufen von Nachrichten sowie zur Verarbeitung von CSV-, HTML-, JSON- und XML-Dateien. Darüber hinaus lassen sich Dienste wie MongoDB und MySQL in Node-RED integrieren und nutzen.

Node-RED läuft auf Windows-, Mac- und Linux-Computern, sogar auf so ressourcenschonenden Computern wie dem Raspberry Pi und dem BeagleBone Black , sowie auf industriellen IoT gateway wie Siemens SIMATIC IoT 2000 , Multitech MultiConnect Conduit AEP , Advantech IoT Gateways gateway Rigado IoT IoT Gateway und vielen mehr… Die Node-RED-Website bietet die gesamte zusätzliche Dokumentation, die zum Ausführen dieses Programms auf Ihrem System erforderlich ist, einschließlich Installationsanweisungen .

Wer nutzt Node-RED?

Mit der weltweiten Verbreitung und Akzeptanz vonIoT-Lösungen (Internet der Dinge) hat sich Node-RED dank seiner Benutzerfreundlichkeit in der flussbasierten Programmierung und Lösungsmodellierung zu einem unverzichtbaren Werkzeug für Lösungsarchitekten und Entwickler entwickelt. IoT Lösungen, auch Anwendungen genannt, vereinen die physische und die digitale Welt, um wertvolle Daten zu gewinnen und daraus Erkenntnisse zu gewinnen, die die Effizienz von Prozessen oder Systemen steigern. Diese Konvergenz führt zu unzähligen Ursache-Ereignis-Aktionen, die zur Steuerung von Systemen oder zur Benachrichtigung der Verantwortlichen bei unerwartetem Systemverhalten ausgeführt werden müssen. Die flussbasierte Programmierung eignet sich ideal für IoT Lösungsentwickler, um den Datenfluss zu visualisieren und zu steuern sowie eine Reihe von ursachenbasierten Ereignissen zu verwalten. Da Node-RED praktisch überall dort ausgeführt werden kann, wo NodeJS installiert ist, dient dieses Programm IoT Lösungsentwicklern als praktisches Hilfsmittel für die Lösungsmodellierung und -wartung.

Wie kann ich Node-RED verwenden?

Um dies besser zu verstehen, betrachten wir die Planung eines HLK-Systems mit Node-RED. Die vom Raumsensor erfassten Daten ( Temperatur und Luftfeuchtigkeit IoT Gateway gesendet . Die Stärke von Node-RED liegt in der Darstellung. Wie Sie in der Abbildung unten sehen, stellt der erste Knoten „rs-485“ die serielle Kommunikation nach dem Verbindungsaufbau mit dem Sensor dar. Um die Sensordaten an eine Anwendungsplattform (in diesem Fall Ubidots ) zur Interpretation durch Endbenutzer weiterzuleiten, wird ein zweiter Knoten verwendet, der die Daten in ein von der Anwendungsplattform unterstütztes Format (JSON) parst. Die Rohdaten fließen nun über den RS-485-Knoten und die Parse-Funktion zum MQTT-Knoten, der die Kommunikation mit dem Broker der Anwendungsplattform herstellt und die vom Parse-Funktionsknoten verarbeiteten Daten veröffentlicht.

Durch die übersichtliche Darstellung einer IoT Anwendung vereinfacht Node-RED die Datenanbindung und -verarbeitung für Lösungsarchitekten erheblich. Dank der verfügbaren Debug-Knoten lassen sich zudem alle Nachrichten, die Informationen in Node-RED berechnen oder analysieren, leicht identifizieren, um Programmierfehler zu finden und die Lösung zu optimieren.

Kommunizieren Sie mit Ubidots IoT -App-Entwicklungsplattform über den vordefinierten Ubidots Knoten in Node-RED

Node-RED vereinfacht die Codeentwicklung, indem es dem Benutzer eine Reihe vorgefertigter, einfach verbindbarer Knoten zur Verfügung stellt. So können Sie die Datenkommunikation und Funktionen eines Sensors bis hin zur Anwendung konfigurieren und die Daten visualisieren und analysieren. Jetzt liegt es an Ihnen, neue Abläufe für Ihre Hardware zu erstellen, um Systeme und ihre Umgebungen effizienter zu steuern und zu optimieren.

Möchten Sie mehr aus Node-RED herausholen? Wie bereits erwähnt, finden Sie Node-RED-Dokumentation Webinare zur Verfügung, die Sie durch die Schritte der Geräteintegration und der Entwicklung von Node-RED-Lösungen führen. Wenn Sie die Hardware besitzen und Ihre erste Lösung oder IoT Anwendung entwickeln möchten, bietet Ihnen diese Anleitung eine Schritt-für-Schritt-Anleitung zur Integration mit dem IoT und Cloud-Anwendungsentwicklungsdienst Ubidots Dort können Sie die Leistungsfähigkeit von Node-RED einfach nutzen, um IoT Lösungen bereitzustellen. Für eine schnelle Installationsanleitung für Node-RED ist Pravin Ganones Artikel „ Was ist Node-RED und wie installiert man es? “ ein guter Einstieg, falls die zuvor genannten Links nicht die gewünschten Informationen liefern.