前言

對於深入探索令人興奮的 DIY 物聯網世界的使用者來說，時常遇見的一項挑戰是，如何使用行動應用程式或網頁瀏覽器，有效地將他們的客製化裝置所產生的數據視覺化。

這些裝置通常圍繞著 Arduino 或 ESP 開發板建構，使 Maker 能替各種應用打造創新的解決方案。然而，對不少自造者來說，所遇到的困難是，如何找到一種簡單、直接並可靠的方式，來視覺化感測器資料並與感測器資料互動。

想像一下，您的裝置正運用 ESP32 設備控制濕度，而您也希望能快速地即時視覺化數據，好讓您可以根據特定事件採取行動。

發佈感測器數據的方法有很多，有些需要時間，其它則在設定上更為快速。在這篇文章中，我們將介紹五種最常見的方法，並描述它們的優點及限制。我們也將介紹 Arduino Cloud ，作為一種易於使用、適合所有技能等級且零維護的物聯網解決方案。以下將介紹幾種最常見的物聯網資料視覺化方法：

運用行動應用程式，視覺化透過藍牙連接的資料

藍牙是將物聯網設備連接到行動應用程式的熱門選擇！使用者可以建立藍牙連接，將資料從物聯網設備發送到行動應用程式，然後進行即時視覺化。

有許多專門為此目的而設計的行動應用程式與函式庫，以下是一些範例：

－　使用 Arduino 與藍牙控制，進行家庭自動化

－　運用智慧型手機，進行溫度監測 | Arduino 專案中心

－　使用 LM35 與 DS18B20 ，進行溫度監測 | Arduino 專案中心

－　ESP32 網路伺服器：在測量儀表中顯示感測器讀數 | Random Nerd Tutorials

中等技能的程式設計師可能很容易遵循其中一些範例，但當需要更進階的視覺化解決方案時，可能會變得有點棘手。若您渴望自訂主控板，即用型應用程式過於通用且不夠靈活。

本地解決方案（例如藍牙），要求您實際上靠近物聯網設備好存取資料，這也限制了遠距監控及控制。

2.在裝置中嵌入網頁伺服器

在 IoT 裝置中嵌入網頁伺服器，讓您可使用網頁瀏覽器視覺化資料。這個方法需要裝置具備網路連線，通常透過將設備連接至 Wi-Fi 接入點，或裝置創建自己的 Wi-Fi 熱點來實現。

雖然，您可創建自己的網頁伺服器，但最普遍的解決方案之一，是使用 ESPAsyncWebServer 函式庫，它允許您的 IoT 裝置，提供顯示資料的客製化 HTML 網頁。這是一項非常靈活且可客製化的解決方案，但很複雜且最適合技術熟練的使用者。

以下是四個充滿見解的範例：

－　ESP32 網頁伺服器 – Arduino IDE | Random Nerd Tutorials

－　Arduino 專案中心 – 依靠 AJAX 運作的 NodeMCU ESP8266 網頁伺服器

－　Arduino 專案中心 – Wi-Fi 遙控車 NodeMCU 網頁伺服器

－　ESP32 網路伺服器：在測量儀表中顯示感測器讀數 | Random Nerd Tutorials

此解決方案的範圍通常是本地的——您需要與裝置位於同一網路上，儘管透過在路由器中啟用連接埠轉送進行更進階的佈署，讓您可從任何地方遠端存取設備。這個方法的主要優點之一是其低延遲性，因網頁中顯示的資料直接來自於裝置，無需進行任何處理。

然而，它是一項需要較高程式設計技能的解決方案；此外，基於韌體的不變性，只要您一更新儀表板，都需要程式碼重新編譯及韌體重新刷寫（ Firmware Reflashing ）。

此外，在裝置中嵌入網頁伺服器或 Bluetooth Stack 可能會佔用大量資源，這可能會限制設備的功能或需要更強大的微控制器，從而增加成本和複雜性！

3.將資料傳送到具有繪圖功能的外部系統

IoT 裝置可使用不同的協定（例如 MQTT 或 HTTP ）將資料傳送到外部系統。雖然基於 HTTP 的實作有很多，但基於 MQTT 的實作是最受歡迎的，並且由於其輕量、高效及發佈訂閱的模型，它已成為物聯網通信實際上的標準，非常適合資源受限的裝置，以及可擴展的即時物聯網應用程式。

向外部系統發送資料，需要依賴外部基礎設施，至少需以下元件：

˙接收（並在需要時儲存）資料的伺服器。

˙實作應用程式的網頁伺服器，讓使用者可以存取並視覺化資料。

這兩個元件可在同一台機器上運作，也能在不同機器上運作。而這些機器通常可為自架或雲端託管。

˙自架平台：您擁有基礎設施（通常位於您家中，或生產、工作場所），以及執行監控應用程式的電腦。通常有兩種不同的方法實作這些系統：

– 在您的電腦上，部署可立即使用的（開放原始碼）應用程式。

– 自己建構完整的系統

˙雲端託管平台：基礎設施和機器位於應用程式供應商所擁有的雲端平台。

無論您選擇那種解決方案，一些系統都提供與外部系統整合的能力，從而產生跨各平台傳播資料的機會。一種常見的方式是將資料傳輸到 IFTTT 等平台，這是一種廣泛採用的選項。透過 IFTTT ，您可進一步執行一些操作，例如把資料儲存於 MySQL 資料庫中，或將資料中的行附加到 Google Sheet 等。

使用 Arduino 雲端平台，儲存並視覺化您裝置上的資料

图一 : 翻攝自 Arduino.cc 官網，特此致謝！

Arduino Cloud 是一個雲端託管平台，它提供一個使用者友善的環境，來開發 IoT 裝置的軟體，並創建可客製化、富有洞察力的主控板，用來監測並控制您的物聯網設備。

主要的特點，包括：

˙線上編輯器或 Arduino IDE 開發：您可以從任何地點線上開發您的專案。使用者無需進行任何佈署，便可使用線上開發環境。然而，儘管線上開發對許多使用者來說非常方便，但也可使用受歡迎且知名的Arduino IDE 進行開發。

˙程式碼儲存和備份：無論您是離線或線上開發，將程式碼儲存在雲端中，便無需手動備份，並可在任何地點進行開發。

˙可客製化的主控板：您可使用拖放小工具、透過直覺的介面，建立並自訂主控板，好提供與物聯網裝置的即時互動及富有洞察力的歷史訊息，更可以額外下載這些資訊以進行離線分析。

˙物聯網遠端應用程式：透過手機 App ，您的主控板將總是隨手可及！

˙專案協作：您可與其他人分享您的程式碼與主控板。

˙開箱即用的整合：您可與 IFTTT 、 Zapier 、 Google Services 或 Alexa 等熱門平台無縫整合。

˙廣泛的裝置相容性：您不僅可連接 Arduino 或基於 ESP 的開發板，還可連接任何使用 Python 、 JavaScript 或 MicroPython 撰寫程式的設備。

（編按：若您想更進一步了解 Arduino Cloud ，請觀看以下影片：）

其它解決方案

以上只是一些例子，當然還存在更多不同的解決方案。值得注意的是，一些使用者探索混合解決方案，他們維護自己的雲端託管基礎設施，然而，這樣類型的解決方案會帶來自架平台和雲端託管解決方案所突顯的問題。其他創客則使用 WebSocket ，將資料直接串流到他們的網頁或應用程式。

結論

物聯網資料視覺化並不一定複雜、昂貴或取決於位置！您可以根據用途及特定需求，選擇適合您的解決方案。

在這篇文章中，我們（編按：在此指 Arduino 團隊）介紹了 Arduino Cloud ——一個雲端託管平台，目地在簡化由韌體開發到隨處監控裝置的整個流程。 Arduino Cloud 的創建目標是實現物聯網民主化，正如 Arduino 幫助創客輕鬆自造一般。而就像我們所探索的，對物聯網愛好者來說，Arduino Cloud 的線上開發功能、程式碼儲存及直覺的主控板，使其成為具有吸引力的選擇！若想進一步了解 Arduino Cloud ，請點擊這裡，謝謝。

（感謝 Arduino.cc 官網開放授權，使我們得以摘譯這篇文章，特此致謝！若您想閱讀原文，請點擊：閱讀原文，謝謝您。）