Node-RED 是一款根據流程的視覺化程式設計工具，特別適用於 IoT 裝置的快速開發。結合 Raspberry Pi 的硬體特性，能輕易打造各式物聯網應用。本文將示範如何使用 Node-RED 控制 LED、讀取 Sense HAT 環境感測器資料，並利用 Dashboard 建立客製化網頁介面，最後說明如何透過 MQTT 協定與 AWS IoT 雲端平臺進行資料交換，實作遠端監控與控制。
範例：控制LED燈
以下是使用Node-RED控制LED燈的範例：
- 新增一個輸入節點，組態為GPIO27。
- 新增一個輸出節點，組態為GPIO17。
- 將輸入節點連線到輸出節點。
- 佈署流程。
這樣，就可以使用Node-RED控制LED燈的亮滅。
範例：使用Sense HAT
Sense HAT是一個為Raspberry Pi設計的感應器板，可以感應環境的溫度、濕度等資料。以下是使用Node-RED使用Sense HAT的範例：
- 安裝Sense HAT節點。
- 新增一個Sense HAT輸入節點。
- 組態Sense HAT輸入節點，選擇環境事件。
- 將Sense HAT輸入節點連線到一個debug輸出節點。
- 佈署流程。
這樣，就可以使用Node-RED讀取Sense HAT的資料。
範例：使用Node-RED Dashboard
Node-RED Dashboard是一個根據Web的使用者介面，可以用於顯示和控制IoT裝置的資料。以下是使用Node-RED Dashboard的範例：
- 安裝Node-RED Dashboard。
- 新增一個slider節點。
- 組態slider節點，設定最大值為100。
- 將slider節點連線到一個gauge節點。
- 組態gauge節點，設定範圍為0到100。
- 佈署流程。
這樣，就可以使用Node-RED Dashboard控制LED燈的亮度。
以上是使用Node-RED進行IoT應用開發的基本步驟和範例。透過Node-RED，可以快速地開發和佈署IoT應用。
第15章：IoT、Pi和Node-RED
15.10 Sense HAT輸出
我們可以在Sense HAT螢幕上顯示訊息。建立一個新節點，將注入節點和Sense HAT輸出節點拖到畫布上。連線它們，如果需要，可以新增一個除錯節點： 設定注入節點，如前所述，我還給我的Sense HAT取了個名字，但沒有其他事情可做。儲存並佈署。 注入一個訊號，觀察你的Sense HAT顯示“Hello World！”。 當然，你也可以在除錯視窗中看到它：
15.11 IoT - 接收MQTT訊息
Node-RED提供MQTT輸入（訂閱）和輸出（釋出）節點用於IoT通訊。 要與AWS IoT進行通訊，我們需要證書。前面在第12章中已經討論過這個問題。
15.12 建立一個新的IoT物件進行MQTT通訊
檢視第12章，但簡而言之，過程是：選擇AWS > IoT核心 > 管理 > 物件 > 建立物件 > 建立單個物件。 物件名稱 > NodeREDthing 忽略其他型別，選擇預設的“無影子”。 下一個螢幕：選擇“自動生成一個新的證書（推薦）”。 在策略中，點選“建立策略”（名稱：NodeREDPolicy）。 針對動作，選擇“所有AWS IoT動作”，並且“策略資源”設定為*。 在下一個螢幕中，將策略新增到物件中並建立物件。 下載你的證書。
你現在應該已經有了這個物件。
15.12.1 訂閱一個主題
在開始從Raspberry Pi接收訊息之前，選擇測試 > MQTT測試客戶端並“訂閱一個主題”。我們之前已經看到過這個功能。這次，選擇node-red作為主題（你可以選擇任何你想要的，但確保它與Node-RED設定中的一致）。 現在轉到你的Node-RED應用程式。
15.13 Node-RED IoT應用程式
啟動Node-RED。 我們將從連線一個注入節點到一個MQTT輸出節點開始。 留下注入節點不動，它只會注入一個時間戳。但是我們需要組態MQTT節點。 找到屬性。
給伺服器命名（它允許你選擇伺服器，如果你有多個）。 新增一個主題名稱（我們將在AWS IoT中訂閱它）- node-red。我還重新命名了節點。 現在點選鉛筆編輯連線並新增證書。 輸入你之前儲存的AWS IoT伺服器名稱。將埠改為8883。 選擇TLS並點選鉛筆新增TLS安全性。
對於證書，找到以certificate.pem.crt結尾的檔案。 對於私鑰，使用以private.pem.key結尾的檔案。 對於CA證書，使用AmazonRootCA1.pem 保持驗證伺服器證書已勾選，但其他欄位留空。
命名它（AWSIoT）並點選新增 點選完成並佈署。你的MQTT節點應該說已連線。 檢查你是否在AWS IoT MQTT測試中接收訊息，並從你的Node-RED流中注入一個時間戳。 你應該在你的AWS IoT中看到一個時間戳出現。 你可以將注入節點改為注入一個字串訊息，這個訊息會伴隨著錯誤接收：
IoT、Pi 和 Node-RED
IoT（物聯網）技術的應用越來越廣泛，Node-RED 作為一種流行的視覺化程式設計工具，能夠簡化 IoT 專案的開發過程。下面，我們將探討如何使用 Node-RED 和 Raspberry Pi 來實作 IoT 應用。
安裝 Node-RED
首先，你需要在 Raspberry Pi 上安裝 Node-RED。這個過程相對簡單，你可以按照 Node-RED 官方檔案中的指導來完成安裝。
Node-RED 使用介紹
安裝完成後，你可以透過瀏覽器存取 Node-RED 的介面。Node-RED 的介面分為幾個部分，包括流程編輯區、節點函式庫和除錯區。流程編輯區是你建立和編輯流程的地方，節點函式庫提供了各種可用的節點，除錯區則用於顯示節點的輸出。
建立簡單流程
建立一個簡單的流程來瞭解 Node-RED 的基本使用方法。例如，你可以建立一個流程來控制 LED 燈的亮滅。這個流程包括一個輸入節點（例如，按鈕）、一個邏輯節點（例如，延遲）和一個輸出節點（例如，LED 燈）。
Node-RED在簡化IoT應用開發流程中扮演著 increasingly crucial 的角色。藉由視覺化程式設計方法，Node-RED降低了開發門檻，讓使用者無需深入程式碼即可快速搭建IoT應用原型，例如控制LED燈、讀取Sense HAT感測器資料，以及建構客製化的Dashboard。然而，Node-RED在處理複雜邏輯或大規模佈署時，其視覺化程式設計的優勢可能轉變為限制，debug和維護的難度也會隨之提升。此外，安全性考量，特別是MQTT等通訊協定的安全性設定，仍需開發者仔細評估與組態，才能確保IoT裝置和資料的安全。展望未來，隨著低程式碼/無程式碼平臺的興起，Node-RED與雲端服務的整合將更加緊密，預期將衍生更多創新應用場景。對於追求快速開發和簡易佈署的IoT專案而言，Node-RED無疑是一個值得關注且持續學習的技術選項。玄貓認為，著重於使用者經驗和快速原型開發的IoT專案可以優先考慮採用Node-RED，但需同時關注其安全性和可擴充套件性方面的侷限。
