اینترنت اشیا (IoT) به یکی از پایه‌های اصلی فناوری مدرن تبدیل شده است. بردهای توسعه مانند PocketBeagle2 با قیمت مناسب و قدرت پردازشی بالا، ابزاری ایده‌آل برای ساخت پروژه‌های IoT هستند. 

در این مقاله، به‌صورت جامع مراحل ساخت پروژه اینترنت اشیا با PocketBeagle2 را بررسی می‌کنیم.

PocketBeagle2 چیست؟ (معرفی سخت‌افزار)

PocketBeagle2 یک برد توسعه کوچک و پرتوان مبتنی بر پردازنده AM335x ۱GHz است که با پشتیبانی از سیستم عامل‌های لینوکسی مانند Debian، امکان اجرای پروژه‌های پیچیده IoT را فراهم می‌کند.

  • مشخصات کلیدی:
    • ۵۱۲MB RAM
    • ۴GB حافظه eMMC
    • پورت‌های USB 2.0، HDMI و GPIO
  • مزایا نسبت به رقبا: مصرف انرژی پایین، ابعاد جمع‌وجور و پشتیبانی از کتابخانه‌های متنوع.
    🔗 مقالات مرتبط: مقایسه بردهای توسعه IoT

ابزارهای مورد نیاز برای شروع

برای ساخت پروژه اینترنت اشیا با PocketBeagle2 به این تجهیزات نیاز دارید:

  • سخت‌افزار:
    • سنسورهای دما، رطوبت یا حرکت (مانند DHT22 یا PIR)
    • ماژول ارتباطی Wi-Fi/Bluetooth (مثلاً ESP8266)
  • نرم‌افزار:
    • سیستم عامل Debian یا Ubuntu Core
    • کتابخانه‌های پایتون مانند Adafruit_Blinka

راه‌اندازی اولیه و اتصال به شبکه

  • مراحل نصب سیستم عامل:
    ۱. دانلود آخرین نسخه Debian از سایت رسمی.
    ۲. فلش کردن تصویر روی کارت حافظه با ابزار BalenaEtcher.
    ۳. اتصال PocketBeagle2 به مودم via Ethernet یا ماژول Wi-Fi.
  • اتصال به اینترنت: استفاده از دستورات Terminal برای تنظیم IP استاتیک یا DHCP.


 برای دانلود Debian برای PocketBeagle2 به صفحه BeagleBoard.org Downloads مراجعه کنید.


برنامه‌نویسی و ارتباط با سنسورها

  • استفاده از پایتون:


import Adafruit_DHT  
sensor = Adafruit_DHT.DHT22  
humidity, temperature = Adafruit_DHT.read_retry(sensor, 4) 


  • ذخیره داده‌ها در Cloud: اتصال به پلتفرم‌هایی مانند AWS IoT Core یا Thingspeak.

🔗 منابع کاربردی مرتبط:


نمونه پروژه عملی: مانیتورینگ محیطی در گلخانه با PocketBeagle2

ایجاد یک سیستم مانیتورینگ هوشمند برای رصد لحظه‌ای دما، رطوبت و کیفیت هوا در گلخانه‌ها، با قابلیت ارسال هشدار در صورت بروز انحرافات خطرناک از شرایط استاندارد.

این سیستم نه تنها برای کشاورزی دقیق (Precision Agriculture) مفید است، بلکه بهینه‌سازی مصرف انرژی و جلوگیری از آسیب‌های محیطی را نیز ممکن می‌کند.

مراحل اجرای پروژه به ترتیب عبارتند از:

۱. اتصال سنسور DHT22 به PocketBeagle2

  • انتخاب سخت‌افزار:
    • سنسور DHT22: دقت ±۰.۵ درجه سانتی‌گراد برای دما و ±۲٪ برای رطوبت.
    • سنسور کیفیت هوا MQ135: تشخیص گازهای NH3, COx و آلاینده‌های هوا.
  • نحوه اتصال:
    • پین‌های مورد نیاز:
      • VCC: تغذیه ۳.۳V از پین 3V3 برد.
      • DATA: اتصال به GPIO4 (پین ۷ برد).
      • GND: اتصال به زمین.
    • نکته فنی: استفاده از مقاومت Pull-Up 10KΩ بین VCC و DATA برای جلوگیری از نویز.
  • برنامه‌نویسی اولیه:
import Adafruit_DHT  
import time  

sensor = Adafruit_DHT.DHT22  
pin = 4  # GPIO4  

while True:  
humidity, temperature = Adafruit_DHT.read_retry(sensor, pin)  
if humidity is not None and temperature is not None:  
print(f"دمای فعلی: {temperature:.1f}°C, رطوبت: {humidity:.1f}%")  
else:  
print("خطا در خواندن سنسور!")  
time.sleep(2)

۲. ارسال داده‌ها به سرور با MQTT Protocol

  • انتخاب پلتفرم ابری:
    • AWS IoT Core: برای پروژه‌های مقیاس بزرگ با امنیت بالا.
    • Mosquitto Broker: برای راه‌اندازی سرور MQTT محلی و کاهش هزینه‌ها.
  • تنظیمات MQTT روی PocketBeagle2:
    • نصب کتابخانه paho-mqtt:
  • bash:
pip install paho-mqtt  
  • کد Python نمونه برای انتشار داده:
import paho.mqtt.client as mqtt  

client = mqtt.Client()  
client.connect("mqtt.broker.com", 1883, 60)  

def publish_sensor_data():  
_, temperature, humidity = read_sensors()  
client.publish("greenhouse/temperature", temperature)  
client.publish("greenhouse/humidity", humidity)  

while True:  
publish_sensor_data()  
time.sleep(10)
  • امنیت ارتباط:
    • استفاده از TLS/SSL برای رمزنگاری داده‌ها.
    • احراز هویت با Client Certificate یا Username/Password.

۳. نمایش داده‌ها در Grafana

  • راه‌اندازی پایگاه داده:
    • InfluxDB: برای ذخیره‌سازی سریع داده‌های سری زمانی.
    • پیکربندی ارتباط با MQTT: استفاده از Telegraf برای دریافت داده از MQTT و ارسال به InfluxDB.
  • ساخت داشبورد در Grafana:
    ۱. افزودن منبع داده (Data Source) به InfluxDB.
    ۲. طراحی ویجت‌های گرافیکی:
    • گراف خطی برای روند دما و رطوبت.
    • گیج (Gauge) برای نمایش لحظه‌ای کیفیت هوا.
      ۳. تنظیم هشدار (Alert) برای مقادیر بحرانی (مثلاً دمای بالای ۳۵°C).
  • نمونه کوئری InfluxDB:
SELECT mean("temperature") FROM "autogen"."sensor_data" WHERE time > now() - 1h GROUP BY time(1m)


بهینه‌سازی پروژه برای محیط واقعی

  • مقابله با قطعی اینترنت:
    • استفاده از ذخیره‌سازی موقت داده در حافظه داخلی و همگام‌سازی پس از اتصال مجدد.
  • مدیریت انرژی:
    • فعال‌سازی حالت Low-Power در PocketBeagle2 با استفاده از دستورات زیر: 
echo powersave > /sys/devices/system/cpu/cpufreq/policy0/scaling_governor
  • نگهداری پیشگیرانه:
    • کالیبراسیون ماهانه سنسورها با استفاده از ابزارهای مرجع.
    • بررسی دوره‌ی اتصالات سخت‌افزاری برای جلوگیری از اکسیداسیون.


چرا MQTT و Grafana؟

  • MQTT:
    • پروتکلی سبک‌وزن با مصرف پهنای باند کم (حدود ۲ بایت برای هدر).
    • پشتیبانی از QoS Levels (۰، ۱، ۲) برای تضمین تحویل داده.
  • Grafana:
    • قابلیت ساخت داشبوردهای تعاملی با نمودارهای قابل تنظیم.
    • پشتیبانی از پلاگین‌های متنوع مانند Zabbix، Prometheus و CloudWatch.


این پروژه نه تنها برای گلخانه‌ها، بلکه برای انبارهای دارویی، مراکز داده و ساختمان‌های هوشمند نیز قابل تطبیق است. با استفاده از PocketBeagle2، می‌توانید یک سیستم مانیتورینگ صنعتی با کمتر از ۱۰۰ دلار راه‌اندازی کنید!

🔗 منابع کاربردی مرتبط: 


بهینه‌سازی پروژه‌های IoT

  • کاهش مصرف انرژی: استفاده از حالت Sleep Mode برای PocketBeagle2.
  • امنیت داده‌ها: فعال‌سازی TLS/SSL برای ارتباطات امن.
  • مقیاس‌پذیری: افزودن ماژول‌های جدید بدون تداخل با سیستم موجود.

چالش‌های رایج و راه حل‌ها

  • مشکل: قطعی ارتباط با سنسورها.
    راه حل: بررسی اتصالات فیزیکی و آپدیت درایورها.
  • مشکل: تأخیر در ارسال داده.
    راه حل: استفاده از پروتکل‌های سبک‌وزن مانند CoAP.



برای مشاهده پروژه‌های نمونه با PocketBeagle2، به مخزن GitHub زیر مراجعه کنید:
PocketBeagle Community Projects

ساخت پروژه اینترنت اشیا با PocketBeagle2 نه تنها مقرون‌به‌صرفه است، بلکه با انعطاف‌پذیری بالا، امکان اجرای ایده‌های نوآورانه را فراهم می‌کند. از سیستم‌های خانگی هوشمند تا مانیتورینگ صنعتی، این برد می‌تواند قلب تپنده پروژه شما باشد!

🎁 تخفیف ویژه برای استارتاپ‌ها!

📞 همین امروز پروژه IoT خود را آغاز کنید!
برای خرید PocketBeagle2 و دریافت مشاوره فنی، با شماره  09390101164 تماس بگیرید یا به فروشگاه آنلاین اورین کالا مراجعه کنید.