描述

隨著印度的全面封鎖，包括郵件服務(wù)在內(nèi)的一切都已關(guān)閉。沒有新的 PCB 項(xiàng)目，沒有新的組件，什么都沒有！因此，為了克服無聊并讓自己忙碌起來，我決定用家里已有的零件制作一些東西。我開始從一堆電子垃圾中搜索，發(fā)現(xiàn)一個(gè)破舊的模擬萬用表。我從中挽救了“儀表運(yùn)動”，并決定顯示某種信息，但不知道具體是什么。首先，我想展示 COVID-19 統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，但互聯(lián)網(wǎng)上已經(jīng)有很多更好的項(xiàng)目。此外，數(shù)據(jù)會在幾個(gè)小時(shí)后更新，儀表的靜止指針會很無聊。我想要快速變化的數(shù)據(jù)，每秒都在變化。我在 Instagram 上征求建議，我的一位追隨者回復(fù)了 Internet Speedometer。

在本教程中，我將向您展示如何使用 SNMP 從我的 WiFi 路由器中獲取數(shù)據(jù)，并在儀表上顯示上傳和下載速度。

讓我們開始吧！

第 1 步：計(jì)劃

和往常一樣，在開始這個(gè)項(xiàng)目之前，我在互聯(lián)網(wǎng)上做了一些研究。我發(fā)現(xiàn)了一些與這個(gè)主題相關(guān)的項(xiàng)目。它們有兩種。一種通過測量 WiFi 信號的“強(qiáng)度”來顯示互聯(lián)網(wǎng)速度的方法。我不是網(wǎng)絡(luò)專家，但這聽起來不對。其他人測量延遲并將速度分類為慢、中或快。延遲是發(fā)送請求和獲得響應(yīng)之間的時(shí)間延遲，因此它不能代表互聯(lián)網(wǎng)速度的實(shí)際表現(xiàn)。我們可以稱之為網(wǎng)絡(luò)響應(yīng)速度！然后是一些合法的項(xiàng)目，它們測量下載一些數(shù)據(jù)所需的時(shí)間，并據(jù)此計(jì)算互聯(lián)網(wǎng)速度。

但正是在這個(gè)項(xiàng)目（由Alistair 編寫）中，我了解了簡單網(wǎng)絡(luò)管理協(xié)議或 SNMP。使用 SNMP，我們可以與 WiFi 路由器通信并直接從中獲取所需的數(shù)據(jù)。容易，對吧？其實(shí)，不！因?yàn)椴煌吞柕?WiFi 路由器使用有不同的設(shè)置，需要大量的反復(fù)試驗(yàn)才能最終得到輸出。不要害怕。我將簡要解釋我對 SNMP 的了解以及在接下來的步驟中遇到的困難。

所以計(jì)劃是使用NodeMCU連接WiFi路由器。這些是獲得最終輸出的步驟：

• 向“請求”所需數(shù)據(jù)的路由器發(fā)送請求
• 獲取路由器的響應(yīng)
• 分析響應(yīng)并從中解析所需的數(shù)據(jù)
• 將“原始”數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為可理解的信息
• 為儀表生成與互聯(lián)網(wǎng)速度成比例的電壓
• 重復(fù)

我將使用 DAC 或數(shù)模轉(zhuǎn)換器來控制儀表。

第 2 步：你需要的東西

1x NodeMCU

1x 模擬儀表運(yùn)動

1x MPU4725 DAC

1x 單刀雙擲開關(guān)

1x 10k 電位器

1x 電阻

第 3 步：計(jì)算滿量程偏轉(zhuǎn)電流

注意：跳轉(zhuǎn)到第 7 步進(jìn)行實(shí)際構(gòu)建！

如果您已經(jīng)知道儀表的滿量程偏轉(zhuǎn)電流，請?zhí)^此步驟。我的儀表沒有提到它，所以我不得不計(jì)算。但首先，讓我們快速了解一下這種運(yùn)動是如何運(yùn)作的。它由一個(gè)懸掛在磁場中的線圈組成。當(dāng)電流流過線圈時(shí)，根據(jù)法拉第定律，它會受到力。允許線圈在磁場中自由旋轉(zhuǎn)，附在線圈上的指針也是如此。使指針在“刻度末端”移動的電流大小稱為滿刻度偏轉(zhuǎn)電流。這也是必須允許流過線圈的最大電流。

還有很多事情要做，但這對于我們正在做的事情來說已經(jīng)足夠了。我們現(xiàn)在有了運(yùn)動。它可以通過串聯(lián)一個(gè)高電阻用作電壓表，也可以通過并聯(lián)一個(gè)小電阻用作電流表。我們將使用它作為電壓表來顯示與互聯(lián)網(wǎng)速度成正比的電壓。因此，我們需要計(jì)算要串聯(lián)添加的電阻。為此，我們首先需要計(jì)算滿量程偏轉(zhuǎn)電流。

• 選擇高電阻值（如 >100k）
• 將其與機(jī)芯串聯(lián)，并使用電位器在其上施加可變電壓。
• 繼續(xù)緩慢增加電壓，直到指針到達(dá)刻度的末端。
• 使用萬用表測量流過的電流。這是滿量程偏轉(zhuǎn)電流。（在我的情況下，I = 150uA）

我們使用的 DAC 的輸出電壓范圍為 0 到 VCC（由于 NodeMCU 為 3.3V）。這意味著當(dāng)向儀表施加 3.3V 時(shí)，它應(yīng)該指向刻度的末端。當(dāng)施加 3.3V 電壓時(shí)滿量程偏轉(zhuǎn)電流流過電路時(shí)，就會發(fā)生這種情況。使用歐姆定律，3.3/（滿量程偏轉(zhuǎn)電流）給出了串聯(lián)插入的電阻值。

第 4 步：創(chuàng)建 SNMP GET 請求

簡單網(wǎng)絡(luò)管理協(xié)議 (SNMP)是一種 Internet 標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議，用于收集和組織有關(guān) IP 網(wǎng)絡(luò)上受管設(shè)備的信息，并用于修改該信息以更改設(shè)備行為。通常支持 SNMP 的設(shè)備包括電纜調(diào)制解調(diào)器、路由器、交換機(jī)、服務(wù)器、工作站、打印機(jī)等。對于這個(gè)構(gòu)建，我們將使用 SNMP 與我們的 WiFi 路由器通信并獲取所需的數(shù)據(jù)。

但首先，我們需要向路由器發(fā)送一個(gè)稱為“GET 請求”的請求，其中提及我們想要的數(shù)據(jù)的詳細(xì)信息。GET 請求格式如圖所示。該請求由多個(gè)部分組成。我已經(jīng)突出顯示了您可能想要更改的字節(jié)。

請注意，一切都是十六進(jìn)制的。

SNMP 消息- 就我而言，整個(gè)消息的長度為 40（灰色），轉(zhuǎn)換為十六進(jìn)制時(shí)為 0x28。

SNMP 社區(qū)字符串- 值“PUBLIC”以十六進(jìn)制寫為“70 75 62 6C 69 63”，長度為 6（黃色）。

SNMP PDU 類型- 在我的例子中，消息的長度是 27（藍(lán)色），即 0x1B。

Varbind 列表類型- 在我的例子中，消息的長度是 16（綠色），即 0x10。

Varbind 類型- 在我的例子中，消息的長度是 14（粉紅色），即 0x0E。

對象標(biāo)識符-

如前所述，支持 SNMP 的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備（例如路由器、交換機(jī)等）將系統(tǒng)狀態(tài)、可用性和性能信息作為對象維護(hù)一個(gè)數(shù)據(jù)庫，由 OID 標(biāo)識。您需要為上傳和下載數(shù)據(jù)包識別路由器的 OID。可以使用像這樣的免費(fèi)MIB 瀏覽器來完成。

輸入地址為192.168.1.1 ，OID 為.1.3.6.1.2.1.2.2.1.10.x (ifInOctets) 或.1.3.6.1.2.1.2.2.1.16.x。(ifOutOctets) 。選擇獲取操作并單擊執(zhí)行。您應(yīng)該會看到 OID 及其值和類型。

就我而言，消息的長度是 10（紅色），即 0x0A。將值替換為 OID。在這種情況下，'2B 06 01 02 01 02 02 01 10 10'

而已！您的請求消息已準(zhǔn)備就緒。保持其余字節(jié)不變。

在路由器上打開 SNMP：

• 通過默認(rèn)網(wǎng)關(guān)登錄到您的 WiFi 路由器頁面。在瀏覽器中輸入 192.168.1.1，然后按 Enter。默認(rèn)情況下，用戶名和密碼應(yīng)為“admin”。
• 我正在使用 TP-LINK (TD-W8961N) 路由器。對于此路由器，您必須進(jìn)入訪問管理 > SNMP 并選擇“已激活”。
• GET 社區(qū)：公共
• 陷阱宿主：0.0.0.0

第 5 步：了解 GET 響應(yīng)

您可以跳過此步驟，但最好知道您是否需要進(jìn)行一些故障排除。

上傳代碼并運(yùn)行后，您可以通過串行監(jiān)視器查看響應(yīng)。它應(yīng)該如圖所示。您需要查找一些我已突出顯示的字節(jié)。

從0開始，

第 15 個(gè)字節(jié)告訴 PDU 類型 - 0xA2 表示它是一個(gè) GetResponse。

第 48 個(gè)字節(jié)告訴數(shù)據(jù)類型 - 0x41 表示數(shù)據(jù)類型是 Counter 。

第 49 個(gè)字節(jié)表示數(shù)據(jù)的長度 - 0x04 表示數(shù)據(jù)長度為 4 個(gè)字節(jié)。

字節(jié) 50、51、52、53 包含數(shù)據(jù)。

第 6 步：數(shù)模轉(zhuǎn)換器 (DAC)

微控制器是不直接了解模擬電壓的數(shù)字設(shè)備。我正在使用一個(gè)需要可變電壓作為輸入的模擬儀表。但微控制器只能輸出高電平（NodeMCU 為 3.3V）和低電平（0V）。現(xiàn)在你可能會說為什么不只使用 PWM。它不起作用，因?yàn)閮x表只會顯示平均值。

我正在使用 MCP4725 DAC 來獲得可變電壓。它是一個(gè) 12 位 DAC，簡單來說，它將 0 到 3.3V 分成 4096 (= 2^12) 個(gè)部分。分辨率為 3.3/4096 = 0.8056mV。也就是說0對應(yīng)0V，1對應(yīng)0.8056mV，2對應(yīng)1.6112mV，......，4095對應(yīng)3.3V。

互聯(lián)網(wǎng)速度將從“0 到 7 mbps”“映射”到“0 到 4095”，然后將該值提供給 DAC 以輸出與互聯(lián)網(wǎng)速度成正比的電壓。

第 7 步：大會

連接非常簡單。示意圖已附在此處。

我設(shè)計(jì)并打印了秤。上一個(gè)是下載速度，下一個(gè)是上傳速度。我把新秤粘在舊秤上。

我從萬用表中刪除了所有舊的東西，我把所有東西都塞進(jìn)了里面。這是一個(gè)緊身。我不得不在前面鉆一個(gè)孔來連接用于在上傳和下載速度之間進(jìn)行選擇的撥動開關(guān)。

第 8 步：編碼時(shí)間

代碼已附在此處。下載并在 Arduino IDE 中打開它。從 Adafruit安裝MCP4725 庫。

上傳前：

• 輸入您的 WiFi SSID 和密碼
• 輸入秤上提到的最大上傳和下載速度。
• 在請求數(shù)組中對下載和上傳數(shù)據(jù)包進(jìn)行必要的更改。
• 取消注釋第 165 行以查看串行監(jiān)視器上的響應(yīng)。

點(diǎn)擊上傳！

第9步：享受！

啟動它，享受在網(wǎng)上沖浪時(shí)觀看針頭跳舞的樂趣！

謝謝你堅(jiān)持到最后。希望你們都喜歡這個(gè)項(xiàng)目，并在今天學(xué)到了一些新東西。如果你為自己做一個(gè)，請告訴我。訂閱我的YouTube 頻道了解更多此類項(xiàng)目。