Node-RED 安裝步驟暨執行node-red程式

 Node-RED 安裝步驟暨執行node-red程式

Node-RED 可以在多種環境下運行，包括本地電腦 (Windows, macOS, Linux)、Raspberry Pi、雲端服務等。最常見的安裝方式是使用 npm (Node.js 的套件管理器)。

步驟 1: 安裝 Node.js 和 npm

Node-RED 是基於 Node.js 運行的，所以你必須先安裝 Node.js。npm (Node Package Manager) 會隨 Node.js 一起安裝。

1. 下載 Node.js: 前往 Node.js 官方網站：https://nodejs.org/。

2. 選擇版本:

   • 通常建議下載 LTS (長期支援版)，它更穩定。

   • 下載對應你作業系統的版本 (Windows 安裝程式、macOS 安裝程式、Linux 二進位檔等)。

3. 執行安裝程式 (Windows/macOS):

   • 下載後，運行安裝程式並按照提示一步步完成安裝。基本上，一路「Next」或「Continue」即可。

   • 在安裝過程中，請確保勾選了「Add to PATH」選項，這樣你才能在終端機中直接使用 node 和 npm 命令。

4. 驗證安裝: 安裝完成後，打開你的終端機 (macOS/Linux) 或 命令提示字元/PowerShell (Windows)，輸入以下命令並按下 Enter：

   node -v

   npm -v
   

   如果它們顯示了版本號（例如 v20.x.x 和 v10.x.x），則表示 Node.js 和 npm 已成功安裝。

步驟 2: 安裝 Node-RED

有了 Node.js 和 npm 之後，安裝 Node-RED 就非常簡單了。

在你的終端機或命令提示字元中，輸入以下命令並按下 Enter：

npm install -g --unsafe-perm node-red

• npm install -g: 表示全域安裝，這樣 Node-RED 就可以在任何目錄下運行。

• --unsafe-perm: 在某些 Linux 或 macOS 系統上，這可以避免權限問題，尤其是在全域安裝時。

這個命令會下載並安裝 Node-RED 及其所有核心依賴。這可能需要一些時間，請耐心等待。

步驟 3: 啟動 Node-RED

安裝完成後，你就可以啟動 Node-RED 了。

在終端機或命令提示字元中，輸入：

node-red

你將看到一些啟動日誌。當你看到類似這樣的訊息時，表示 Node-RED 已經成功運行：

20 Jul 08:30:00 - [info] Server now running at http://127.0.0.1:1880/
20 Jul 08:30:00 - [info] Flows saved to /Users/yourusername/.node-red/flows.json

步驟 4: 訪問 Node-RED 編輯器

打開你的網頁瀏覽器 (Chrome, Firefox 等)，然後輸入上面日誌中顯示的網址，通常是：

http://localhost:1880 或 http://127.0.0.1:1880

你將會看到 Node-RED 的網頁編輯器介面。

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安裝和管理 Node-RED 節點

Node-RED 的強大之處在於其豐富的節點生態系統。這個專案中，我們需要安裝 node-red-dashboard 和 node-red-node-sqlite。

步驟 1: 打開「管理調色盤」

在 Node-RED 編輯器介面中：

1. 點擊右上角的選單圖示 (通常是三條橫線)。

2. 選擇 「Palette Manager」 (或「管理調色盤」)。

步驟 2: 安裝 Dashboard 節點

1. 在「Palette Manager」視窗中，點擊上方的 「Install」 (或「安裝」) 選項卡。

2. 在搜尋框中輸入 node-red-dashboard。

3. 當搜尋結果出現時，找到 node-red-dashboard 節點，然後點擊右側的 「Install」 按鈕。

4. 確認安裝，Node-RED 會自動下載並安裝 Dashboard 相關的節點。安裝完成後，你會在左側的節點列表中看到新的 Dashboard 相關節點 (例如 ui_button, ui_text, ui_gauge 等)。

步驟 3: 安裝 SQLite 節點

1. 在同一個「Palette Manager」視窗的 「Install」 選項卡中。

2. 在搜尋框中輸入 node-red-node-sqlite。

3. 找到 node-red-node-sqlite 節點，然後點擊右側的 「Install」 按鈕。

4. 確認安裝。安裝完成後，你會在左側的節點列表中看到 sqlite 和 sqlite-db 節點。

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Node-RED Dashboard 的使用

安裝 node-red-dashboard 節點後，你就可以開始建立視覺化的儀表板了。

1. 訪問 Dashboard 介面: 在 Node-RED 編輯器中，點擊右上角的選單圖示，然後選擇 「Dashboard」。或者在瀏覽器中直接訪問 http://localhost:1880/ui 或 http://127.0.0.1:1880/ui

2. 儀表板佈局: Dashboard 節點 (ui_group, ui_tab 等) 允許你組織你的儀表板。

   • ui_tab 代表一個主要的頁面或標籤頁。

   • ui_group 在每個頁面中創建一個區塊，你可以將相關的 UI 控制元件放在同一個群組中。

3. UI 節點的使用:

   • 從左側的節點列表中，找到 dashboard 類別下的節點，例如 Button (按鈕), Text (文本顯示), Chart (圖表), Table (表格) 等。

   • 將這些節點拖曳到你的流程編輯區。

   • 雙擊這些 UI 節點，你可以在其配置介面中選擇它們要顯示在哪個 Tab 和 Group 下。

本專案中使用的 Dashboard 節點：

• ui_tab: 用於創建儀表板的頁面。

• ui_group: 用於在儀表板頁面上組織 UI 元素，例如「LED Control」、「DHT22 Sensor Data」、「Event Log」和「Database Browser」。

• ui_button: 用於創建 LED ON/OFF/FLASH/TIMER 的控制按鈕。

• ui_text: 用於顯示即時的溫度、濕度值，以及事件日誌的文本框。

• ui_table: 用於顯示 SQLite 資料庫中的歷史事件數據。這是實現「資料庫瀏覽」功能的關鍵節點。

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Node-RED SQLite 節點的使用

node-red-node-sqlite 節點讓你可以在 Node-RED 中輕鬆地與 SQLite 資料庫互動。

1. sqlite-db 配置節點:

   • 這個節點本身不會出現在流程中，它是一個配置節點。

   • 當你第一次拖曳一個 sqlite 節點到流程中，或雙擊它時，你可以在 Database 選項旁邊點擊鉛筆圖示來新增或編輯 sqlite-db 配置。

   • 在配置中，你需要設定 SQLite 資料庫檔案的路徑。通常設為 esp32.db（如果你沒有指定完整路徑，它會在 Node-RED 的運行目錄下創建）。

   • 確保 Mode 設為 file。

2. sqlite 節點 (操作資料庫):

   • 你可以使用這個節點來執行 SQL 查詢（INSERT, SELECT, UPDATE, DELETE 等）。

   • SQL 語句: SQL 查詢通常放在 msg.topic 中，而對應的參數則放在 msg.payload 中（當使用預處理語句時）。

   • 輸出: 查詢結果會從節點的輸出端口送出，可以連接到 Debug 節點查看，或者連接到 ui_table 等 UI 節點顯示。

本專案中使用的 SQLite 節點：

• sqlite-db: 一個共享的配置節點，定義了 esp32.db 資料庫的路徑。

• sqlite: 兩個主要用途：

  • 寫入資料： 接收來自按鈕和 MQTT 訂閱的事件數據（透過 function 節點處理成 SQL INSERT 語句），將其寫入 events 表格。

  • 讀取資料： 接收來自「Refresh DB」按鈕的觸發，執行 SQL SELECT 語句查詢 events 表格的所有數據，然後將結果傳遞給 ui_table 節點顯示。

匯入Json檔案的步驟：

在 Node-RED 介面，點擊右上角的選單 -> Import (匯入) -> From Clipboard (從剪貼簿)。

將上面複製的 JSON 程式碼貼到文字框中，然後點擊 Import (匯入)。

確認 MQTT Broker 節點 (名稱為 "HiveMQ Public Broker"   "broker.mqttgo.io" ) 中的 Client ID，將 NodeRED_IoT_Client_YourName_001 修改為你的獨特 ID，以避免與其他人的連接衝突。

點擊右上角的 Deploy (部署) 按鈕，使流程生效。

Node-RED 流程詳解

這個 Node-RED 流程主要包含以下部分：

1. MQTT Broker Configuration (e6f4325a75510619): 設定連接到 HiveMQ 或 broker.mqttgo.io  公共 Broker。請務必修改 clientid 為你獨特的 ID。

2. Dashboard UI Groups and Tabs:

   • ESP32 IoT Dashboard (273a502422f98f98)：主儀表板頁面。

   • LED Control (2708b73a218d6a6a)：LED 控制按鈕的群組。

   • DHT22 Sensor Data (c1f20dd979d554a9)：顯示溫濕度數據的群組。

   • Event Log (c711a31b7e5108ce)：顯示即時事件日誌的群組。

   • Database Browser (d0554c9c222ff4ed)：顯示 SQLite 數據的群組。

3. LED Control Buttons (ui_button nodes):

   • LED ON, LED OFF, LED FLASH, LED TIMER：這些按鈕配置為發布對應的命令字符串 (on, off, flash, timer) 到 esp32/led/control MQTT topic。

   • 它們連接著一個 mqtt out 節點 (6b653a6976693822) 將命令發送到 MQTT Broker。

   • 同時，每個按鈕也連接到一個 function 節點 (Log LED ON, Log LED OFF 等)，用於準備資料庫寫入的 SQL 語句和數據。

4. DHT22 Data In (mqtt in nodes):

   • Temperature In (f55075677ed35293) 訂閱 esp32/dht/temperature。

   • Humidity In (e44d567086ce7b54) 訂閱 esp32/dht/humidity。

   • 它們接收到數據後，會：

     • 發送到 ui_text 節點 (Temperature, Humidity) 在儀表板上顯示。

     • 發送到 function 節點 (Log Temperature, Log Humidity) 準備資料庫寫入。

5. SQLite Database Integration (sqlite and sqlite-db nodes):

   • sqlite-db (a024c0d9a6c75249)：這是一個配置節點，指向你的 SQLite 資料庫檔案 esp32.db。它會自動在 Node-RED 的運行目錄下創建這個檔案。

   • sqlite (c060205f27bb1c2c)：這是寫入資料庫的節點。所有 Log 函式節點都會將 SQL INSERT 語句 (msg.topic) 和對應的數據 (msg.payload) 發送給它。

   • Create Table Once (060d4b1a8d05ddac)：一個 inject 節點，配置為在 Node-RED 啟動時執行一次 SQL 語句，用於創建 events 表格，如果它不存在的話。

6. Event Log Display (ui_text node):

   • Event Log Display (a19001309855523f)：接收所有 Log 函式節點的輸出，將事件訊息顯示在儀表板的文本框中。

7. Database Browser (ui_table and sqlite nodes):

   • Refresh DB (1f8e6c7020a6e2e5)：一個 inject 按鈕，點擊後會觸發查詢資料庫。

   • Query DB (4b600969d2753a47)：一個 sqlite 節點，配置為執行 SQL SELECT 語句 (SELECT id, date, time, event FROM events ORDER BY id DESC)。

   • Database View (63f4581ed6b567b4)：一個 ui_table 節點，它會接收 Query DB 節點的查詢結果，並以表格形式顯示在 Dashboard 上。它已經配置了列名和寬度。

操作步驟

1. 啟動 Wokwi ESP32 模擬器：

   • 確保你的 Wokwi 專案正在運行之前提供的 ESP32 Arduino 程式碼。

   • 檢查 Wokwi 的 Serial Monitor，確認 ESP32 成功連接 Wi-Fi 和 MQTT Broker。

2. 啟動 Node-RED：

   • 在你的電腦上啟動 Node-RED (例如在終端機中輸入 node-red)。

   • 打開網頁瀏覽器，導航到 Node-RED 介面（通常是 http://localhost:1880）。

   • 匯入上述的 Node-RED 流程並點擊 Deploy。

3. 打開 Node-RED Dashboard：

   • 在 Node-RED 介面中，點擊右上角的選單 -> Dashboard。

   • 或者直接在瀏覽器中訪問 http://localhost:1880/ui  。

   • 你將看到一個包含「LED Control」、「DHT22 Sensor Data」、「Event Log」和「Database Browser」的儀表板。

4. 控制與查看數據：

   • LED 控制： 在 Dashboard 上點擊 LED 控制按鈕（ON/OFF/FLASH/TIMER），觀察 Wokwi 模擬器中的 LED 狀態變化。

   • DHT22 數據： 觀察 Dashboard 上「DHT22 Sensor Data」區域的溫度和濕度數據更新。

   • 事件日誌： 「Event Log」區域會即時顯示所有發送的命令和接收到的感測器數據。

   • 資料庫瀏覽： 在「Database Browser」區域，點擊 Refresh DB 按鈕。你會看到 events 表格中的所有記錄會顯示在下方的表格中。每當有新事件發生並被記錄到資料庫後，你都可以點擊 Refresh DB 來更新顯示。