Witam! Chciałbym się pochwalić moim pierwszym stworzonym projektem, a mianowicie systemem monitorowania środowiska. Interesuję się IoT i jego obszarami działania. Stworzyłem system, który składa się z urządzenia pomiarowego, chmury internetowej oraz aplikacji mobilnej. Struktura systemu została podzielona na 3 etapy, odpowiednia: warstwa sprzętowa, chmury i aplikacji.
Warstwa sprzętowa
Urządzenie ma za zadanie pobieranie danych z otoczenia oraz pobieranie ich do zewnętrznego serwera. Badane czynniki to: temperatura, wilgotność, opady atmosferyczne i ruch. Do wykonania urządzenia wykorzystano poniższe podzespoły:
Arduino Uno Rev3,
Czujnik temperatry i wilgotności DHT11,
Czujnik ruchu PIR HC-SR501,
Czujnik opadów deszczu YL-83,
Moduł sieciowy Ethernet ENC28J60 mini,
przewody połączeniowe,
płytkę stykową.
Projekt urządzenia wygląda następująco:
Oraz urządzenie wykonane zgodnie z projektem:
Następnie funkcje sensorowe urządzenia zostały przetestowane. Na płytkę został wgrany poniższy kod:
#include <dht11.h>
#define CzujnikTempWilgPin 2 //definicja numerów pinów
#define CzujnikOpadAnalogPin A0
#define CzujnikOpadDigitalPin 4
#define CzujnikRuchPin 8
int wartosc_A0;
int wartosc_D0;
int wilgotnosc;
int temperatura;
int ruch;
dht11 DHT11;
int interwal = 30000;
void setup() {
Serial.begin(9600); //inicjalizacja monitora szeregowego
pinMode(CzujnikOpadDigitalPin, INPUT);//konfiguracja zachowania pinów
pinMode(CzujnikRuchPin, INPUT);
}
void loop() {
DHT11.read(CzujnikTempWilgPin); //odczyt danych z czujnika DHT11
wilgotnosc = DHT11.humidity;
Serial.print("Wilgotnosc (%): ");
Serial.print((float)wilgotnosc, 0);
temperatura = DHT11.temperature;
Serial.print(" Temperatura (C): ");
Serial.println((float)temperatura, 0);
ruch = digitalRead(CzujnikRuchPin); //odczyt danych z czujnika ruchu
if(ruch == HIGH){
Serial.println("Wykryto ruch");
} else {
Serial.println("Nie wykryto ruchu");
}
wartosc_A0 = analogRead(CzujnikOpadAnalogPin);
wartosc_D0 = digitalRead(CzujnikOpadDigitalPin);
if (wartosc_D0 == LOW) {
Serial.print("DESZCZ PADA Z INTENSYWNOŚCIĄ ");
Serial.println(wartosc_A0);
} else {
Serial.println("DESZCZ NIE PADA");
}
delay(interwal);
}
Test monitorowania parametrów:
Konieczna była regulacja czujników, aby mierzone wartości były jak najbardziej dokładne.
Warstwa chmury
Jako chmurę przechowującą i analizującą dane wybrano serwis Thingspeak.com. Jako sposób komunikacji wybrano interfejs REST API. W pierwszej kolejności założono konto oraz publiczny kanał wyposażony w 5 pól: temperatura, wilgotność, ruch, opady atmosferyczne i intensywność opadów. Sprawdzono również klucze danych odpowiedzialne za zapis i odczyt danych.
Poniższa grafika przedstawia przesłane dane z urządzenia pomiarowego.
Warstwa aplikacji
Końcowym elementem systemu jest urządzenie z systemem Android. Stworzono aplikację, dzięki której możliwe jest połączenie z kanałem na thingspeak.com oraz pobranie danych. Aplikacja została zaopatrzona we wszystkie wyżej wymienione wykresy oprócz wykresu intensywności opadów.
Projekt aplikacji został przedstawiony powyżej. Wszystkie wykresy zostały umieszczone w panelu przesuwnym. Do stworzenia wykresów wykorzystano biblioteki graficzne na system android: biblioteka do tworzenia kanału thingspeak.com oraz bibliotekę do tworzenia wykresów.
Cały kod stworzonej aplikacji na system android.
Agregacja całego systemu
Następnie przyłączono urządzenie do sieci oraz został wgrany poniższy kod:
#include <dht11.h>
#include <UIPEthernet.h>
#define CzujnikTempWilgPin 2
#define CzujnikOpadAnalogPin A0
#define CzujnikOpadDigitalPin 4
#define CzujnikRuchPin 8
byte mac[] = { 0x54, 0x34, 0x41, 0x30, 0x30, 0x31 };//adres MAC urządzenia
EthernetClient client;
char server[] = "api.thingspeak.com";//adres api thingspeak
int wartosc_A0;
int wartosc_D0;
int wilgotnosc;
int temperatura;
int ruch;
int interwal = 30000;
dht11 DHT11;
void setup() {
Ethernet.begin(mac); //rozpoczęcie połączenia
pinMode(CzujnikOpadDigitalPin, INPUT);
pinMode(CzujnikRuchPin, INPUT);
}
void loop() {
DHT11.read(CzujnikTempWilgPin);
wilgotnosc = DHT11.humidity;
temperatura = DHT11.temperature;
ruch = digitalRead(CzujnikRuchPin);
wartosc_A0 = analogRead(CzujnikOpadAnalogPin);
wartosc_D0 = digitalRead(CzujnikOpadDigitalPin);
if (client.connect(server, 80)) {//składanie komendy get
client.print("GET /update?");
client.print("key=POZ0YSHN2VGMKS05");
client.print("&field1=");
client.print(temperatura);
client.print("&field2=");
client.print(wilgotnosc);
client.print("&field3=");
client.print(wartosc_D0);
if(wartosc_D0==LOW) {
client.print("&field4=");
client.print(wartosc_A0);
}
client.print("&field5=");
client.print(ruch);
client.println( " HTTP/1.1");
client.print( "Host: " );
client.println(server);
client.println( "Connection: close" );
client.println();
client.println();
client.stop();//
}
delay(interwal);
}
System funkcjonował prawidłowo dane były przesyłane na serwer.
Następnie uruchomiono aplikację mobilną. Oto kilka screenów:
Dodatkowymi funkcjami apikacji jest przesuwanie oraz przybliżanie wykresów oraz odczytywanie dokładnych wartości po kliknięciu w punkt wykresu.
Mam nadzieję, że przedstawiłem to w ciekawy i przejrzysty sposób. :) Pozdrawiam
