การเขียน Node-RED เบื้องต้น

Question

Node-RED คือโปรแกรมที่ช่วยให้การเขียนโปรแกรมง่ายขึ้น โดยการโปรแกรมจะอยู่ในรูปแบบของ Node และ Flow และทำงานอยู่บน Web browser ตัวโปรแกรม Node-RED รันอยู่บน Node.js ซึ่งใช้ทรัพยากรในการทำงานน้อย ทำให้สามารถนำไปใช้งานได้บนหลากหลายอุปกรณ์และหลากหลาย platform ส่วนภาษาที่ใช้ในการเขียนโปรแกรมคือ JavaScript และเก็บข้อมูล flow ต่างๆในรูปแบบ JSON Node-RED ใช้ในการอ่านค่าจากอุปกรณ์ I/O Module หรือ PLC ต่างๆ นำมาประมวลผลเบื้องต้น และสามารถส่งต่อไปยัง Database หรือ Cloud ได้   ทำความรู้จักกับพื้นที่พัฒนาโปรแกรม เมื่อติดตั้งโปรแกรมเรียบร้อยแล้ว ให้เปิด Web browser และใส่ IP Address ของเครื่องที่ลง Node-RED ไว้ ตามด้วย port ที่รัน Web service อยู่ โดยที่เริ่มต้นจะเป็น port 1880 เช่น http://192.168.112.91:1880 ในหน้าพัฒนาโปรแกรมนี้ประกอบไปด้วยส่วนต่างๆดังนี้   Palette: แสดง node ที่สามารถเลือกนำไปใช้ได้ Filter Node: สำหรับค้นหา Node ภายใน Palette จากชื่อ Flow: สำหรับการวาง node และสร้าง flow เพื่อพัฒนาโปรแกรม สามารถสร้างได้หลาย flow (เลือกจากแท็บด้านบน) แถบสำหรับแสดงข้อมูลที่เกี่ยวข้องกับโหนดหรือโปรเจ็ค โดยแบ่งเป็นหัวข้อย่อยตามโหนดที่มีติดตั้งไว้ เช่น     Node information: บอกรายละเอียดและวิธีการใช้งานของ Node ที่เลือกอยู่ Debug messages: ข้อความที่เข้ามายัง node debug   Dashboard: สร้างและตั้งค่า layout หน้า dashboard จะขึ้นมาเมื่อมี install node ของ dashboard เพิ่ม   Configuration Nodes: แสดง node ทั้งหมดที่ใช้ในโปรเจ็ค และสามารถดูได้ว่ามี node ใดที่สร้างขึ้นมาแต่ไม่ได้ใช้งานบ้าง   Context Data: ตัวแปลทั้งหมดที่ถูกสร้างขึ้นมาในโปรเจ็คนี้ มีทั้งหมด 3 แบบคือ Node: ตัวแปลใช้ภายใน node ที่สร้างตัวแปลนี้ขึ้นเท่านั้น Flow: ตัวแปลใช้ภายใน flow ที่สร้างตัวแปลนี้ขึ้นเท่านั้น (แยกแต่ละแท็บ) Global: ตัวแปลที่ใช้ได้ทั้งโปรเจ็ค   Deploy: ปุ่มสำหรับบันทึกโปรแกรมที่เขียนขึ้น และทำการเริ่มใช้งานจริง สามารถเลือกได้ว่า Full: deploy ใหม่ทั้งหมด (ใช้เวลานานที่สุด แต่สมบูรณ์ที่สุด) Modified Flows: เฉพาะ flow ที่มีการเปลี่ยนแปลงแก้ไข Modified Nodes: เฉพาะ node ที่มีการเปลี่ยนแปลงแก้ไข Restart Flows: เริ่มรัน flow ใหม่ (ไม่ได้ deploy ใหม่)   Setting Menu: เมนูตัวเลือกอื่นๆ เช่น ตั้งค่าหน้า Development Import/Export flow หรือทั้งโปรเจ็ค สร้างหรือลบ Flow และ Subflows (Flow ย่อย สร้างและนำไปใช้ซ้ำในรูปแบบของ node ได้) Manage palette เพิ่มหรือลบ node จากภายนอก   การเริ่มต้นเขียนโปรแกรม โปรแกรมใน Node-RED ประกอบด้วยส่วน input, process, และ output Input คือ โหนดนำข้อมูลเข้า flow จะมีจุดอยู่ด้านขวาและเชื่อมสายไปยังโหนดอื่นๆได้ Process คือ โหนดที่ใช้ประมวลผลข้อมูลต่างๆ อาจจะรับข้อมูลจากโหนดก่อนหน้าเพื่อเป็น trigger เริ่มการทำงาน และสามารถส่งข้อมูลต่อไปยังโหนดถัดไปได้เมื่อประมวลผลเสร็จเรียบร้อย (ส่วนข้อมูลเข้าออก ขึ้นอยู่กับโหนดนั้นๆว่าใช้งานอย่างไรบ้าง) Output คือ โหนดที่นำข้อมูลออก อาจจะนำไปแสดงผลบน dashboard หรือหน้า debug หรือส่งไปยัง cloud เป็นต้น   ในการเริ่มต้นเขียนโปรแกรมทดสอบ จะให้ในตัวอย่างนี้ส่งค่าเป็นค่าตัวเลข 50.58 ทุกๆ 10 วินาที โดยที่หลังจากส่งไปแล้วจะให้เข้าสูตรทำให้เป็นจำนวนเต็ม และส่งไปแสดงในหน้าต่าง debug เริ่มต้นให้ลากโหนด inject จาก palette มาวางบนหน้า flow และดับเบิ้ลคลิกบนโหนดเพื่อตั้งค่า   เลือกเป็น number และใส่เลข 50.58 (ทั้งนี้สามารถเปลี่ยนเป็น type อื่นได้ รวมถึงสามารถเรียกใช้ context variable และค่า timestamp ได้) ด้านล่างสามารถใส่ Topic และ Name ถ้าต้องการให้รอเวลาก่อน inject สามารถเลือก Inject once after … seconds และใส่เวลาที่ต้องการได้ และถ้าต้องการให้ส่งค่าวนซ้ำไปเรื่อยๆ สามารถตั้งเป็น interval ได้ว่าให้ส่งค่าออกไปทุกๆกี่นาที กี่วินาที และเลือกวันกับช่วงเวลาได้เช่นกัน ในที่นี้เลือกเป็น interval every 10 seconds หลังจากนั้นให้กด Done เพื่อยืนยันการตั้งค่า   ในขั้นตอนถัดมา ให้ลากโหนด debug มาวาง และลากเส้นจาก inject มายัง debug แล้วกด Deploy เพื่อให้โปรแกรมเริ่มทำงาน   และเปลี่ยนแถบด้านขวาเป็นหน้า debug เพื่อดูผล จะพบว่ามีตัวเลขที่ inject เข้าไปแสดงขึ้นมา   ถัดมาจะทำการตัดจุดทศนิยมออกก่อนนำไปแสดงผล โดยลากโหนด change มาวางระหว่าง inject และ debug ตรวจสอบว่าลากเส้นต่อกันถูกต้อง กดดับเบิ้ลคลิกเข้าไปใน change เพื่อตั้งค่า เลือกให้ Set msg.payload to และเลือกเป็น expression $floor(payload) ตามภาพด้านล่างนี้ กด Done ออกมาทั้งหมด และ Deploy $floor(payload)   จะพบว่าค่าที่แสดงผลเป็น 50 ซึ่งได้ถูกตัดจุดทศนิยมออกไปแล้ว   ในกรณีที่ต้องการเขียนด้วย JavaScript สามารถใช้ function แทนได้ โดยลากโหนด function มาวาง และลากเส้นมาจาก inject ดับเบิ้ลคลิกเข้าไปเขียนโค้ด เพิ่มบรรทัด msg.payload = Math.floor(msg.payload); หลังจากนั้นกด Done   ลากเส้นเข้า debug และกด Deploy จะพบว่าได้ผลเป็น 50 เช่นเดียวกัน   Video: SIEMENS IOT2050 NodeRED Quick Start