Перейти к содержимому
ЛиС ФИТО

xbSlick

Войти  
  • записи
    2
  • комментариев
    217
  • просмотров
    1 340

Записи в этом блоге

 

Практика применения "Народного контроллера" на базе Raspberry Pi для мониторинга показателей в теплице (фундук + клубника).

Всем доброго времени суток. Хочу поделиться своим первым практическим опытом внедрения тепличного контроллера на базе Raspberry Pi.    Что имеем: Тепличный комплекс из четырёх теплиц 100м*10м каждая. На текущий момент там находится рассада для клубники и фундука.     Тех задание:  Обеспечить постоянный мониторинг следующих показателей:        1.1. Температура у корня.         1.2. Температура в зоне плодоношения (1м. от земли).        1.3. Влажность у корня.        1.4. Влажность в зоне плодоношения.         1.5. Температура грунта.         1.6. Влажность грунта. Вышеперечисленные показания должны сниматься в восьми независимых зонах, равномерно распределенных по одной теплице (всего 4 теплицы, то есть 8*4=32 стойки с датчиками).  Датчики в каждой зоне должны быть сгруппированы в один мобильный комплект (стойка) с питанием от аккумулятора, что бы иметь возможность переставлять датчики по теплице и не привязываться к конкретному месту. Длительность работы от одного заряда не менее трех месяцев, но чем больше - тем лучше. Удаленный мониторинг заряда аккумулятора.  Полив в теплице организован сверху, то есть все модули должны быть влагозащищенными, согласно стандарту IP65.         5. Данные по всем датчикам за весь период должны сохраняться и отображаться в виде текущих показаний и графика изменений.         6. Доступ к данным должен быть обеспечен 24/7: системному администратору, административному персоналу из соседнего здания, главному агроному с любого места, инвесторам из за границы. Разделение прав доступа: редактирование и просмотр. Адаптивный интерфейс (просмотр с устройств с разным размером экрана: ноутбук, планшет, телефон). Наличие возможности сравнения показаний между собой (показания всех датчиков на одном графике) и изменения периода просмотра (час, день, месяц, год и т.п.).        8. Автономность, стабильность и независимость системы от наличия интернета. Удаленный доступ системному администратору для обновления, обслуживания и настройки системы: SSH, RealVNC.        10. Уведомления о достижении критичных уровней температуры и влажности (E-Mail, SMS и т.п.).   Реализация: Для реализации задачи были выбраны следующие электронные модули: Центральный контроллер управления (сервер, база данных): RaspberryPi 3 + ОС Linux. Модуль сбора и отправки данных с датчиков: ESP8266. Внешняя точка доступа Wi-Fi: Ubiquiti UniFi UAP-Outdoor. Внешний мост для соединения с ближайшим интернетом: Ubiquiti NanoStation LOCO M5.   Этапы: 1) Покрытие сигналом Wi-Fi и интернет. Для уверенного покрытия Wi-Fi на две теплицы 10*100, достаточной одной точки доступа. Питание организовано по PoE. Разместили на уровне человеческого роста, сразу на ящике с центральным контроллером и соединили прямым кабелем с мостом, который направлен на такой же мост в двух километрах от теплицы. Средняя скорость подключения к инету составила 8 Мбит/с.   2) Сборка и настройка стоек с датчиками.  Согласно задаче, узел с датчиками должен быть мобильным и иметь возможность "кочевать" по теплице.  В каждой стойке должно быть два комплекта сенсоров: данные у корня и на стебле (зона плодоношения) + влажность и температура грунта.  В качестве опоры была выбрана ПП труба, диаметром 25.           На трубу, с помощью клипс, прищелкиваются датчики, то есть имеем возможность менять высоту расположения.  Список комплектующих для стойки: 1. Микроконтроллер ESP8266.  2. Датчики температуры и влажности воздуха - 2 шт.  3. Датчик температуры и влажности почвы - 1шт. 4. Акумуляторный блок на базе LiIon 18650 (8000-1000 mAh). 5. Корпуса, зажимы, труба ПП, клипсы.       Настройка стойки с датчиками: На Микроконтроллер заливается готовая прошивка с вебинтерфейсом. Устанавливается фиксированный ip адрес и присваивается название (порядковый номер). Дополнительно указываем адрес нашего контроллера, то есть,  куда и по какому протоколу (MQTT) отправлять данные.  К слову, протокол MQTT специально рассчитан на отправку данных в сетях с низкой пропускной способностью и нестабильным сигналом (есть три режима QoS).         3) Установка и настройка контроллера. "Малину" разместили во влагозащищенном наружном ящике для электрощетчика: NIK Dot 3.1. Этот одноплатный компьютер идеально поместился в секцию для автоматов и для доступа к нему не нужно разбирать ящик, достаточно открыть прозрачную дверцу. В сам ящик были спрятаны PoE адаптеры и БП от малины.     Для полноценной работы на Raspberry необходимо установить следующее ПО: 1. ОС Linux, Debian (Raspbian). 2. MQTT брокер - Mosquito. 3. Среда визуального программирования - NodeRed. 4. Специализированная (time series) база данных для хранения показаний датчиков - InfluxDB.  5. ПО для визуального отображения данных - Grafana.   Принцип работы следующий:  Стойка с датчиками "просыпается" каждые 15 минут (или через любой другой промежуток) и отправляет данные по Wi-Fi по протоколу MQTT через точку доступа на контроллер. Контроллер принимает сообщение от стойки с помощью MQTT брокера (Mosquito) и передает во фреймворк Node-Red. Node-Red принимает данные, если нужно преобразовывает, и сохраняет в базу данных InfluxDB. Grafana получает информацию из базы данных (InfluxDB) и отображает их в виде графиков и чисел.   В конечном итоге имеем картину:           Итоги: Данные со всех датчиков температуры могут отображаться на едином графике, что позволит наглядно определить и локализовать зону низкой/высокой температуры. Промежуток отображаемого времени и период обновления - настраиваемые. Дополнительно, на отдельном техническом дашборде, имеем возможность мониторить уровень заряда всех батарей, загрузку и температуру контроллера. Набор и тип датчиков на каждой стойке можем менять самостоятельно, исходя из задач, бюджета и новинок на рынке. Для доступа к графикам - достаточно "вбить" IP адрес контроллера в браузере (ноутбук, планшет, мобильный), подключение само собой беспроводное - Wi-fi. Дополнительно что-то устанавливать или настраивать на клиентском устройстве - не нужно. Контроллер сам определит разрешение вашего экрана и адаптирует под него свой интерфейс. Ограничение прав доступа на "только просмотр" обезопасит систему от случайного или намеренного изменения параметров. Настройка и программирование не требует приезда специалиста на место - есть удаленный доступ (и даже без белого IP). И все это в "железке" помещаемой на ладони.   Надеюсь, что информация была полезной и доступной. Вопросы можете писать сбда или на почту: [email protected] Продолжение следует...

xbSlick

xbSlick

 

Умная теплица - разработка "народного" контроллера на базе Raspberry Pi

Приветствую всех!
Есть предложение принять участие в разработке "народного" контроллера для "Умной теплицы": функционального и доступного по цене.
У моего друга несколько теплиц и он попросил меня помочь в автоматизации. Идея НЕ нова и на просторах интернета множество статей на эту тему. Но я так и не смог найти готовое решение, которое было бы построено, проверено и зарекомендовало себя. Вопросы и предложения по сотрудничеству можно высылать на почту: [email protected] Подборка статей по теме: Само собой разумеется, что теплица должна сама себя поливать, проветривать и освещать.
Пол года "курились мануалы" и подбирались комплектующие.
На текущий момент, в целом, уже ясно что покупать и как собирать.
Был куплен первый контроллер, реле, несколько датчиков, корпус и БП.
Начата сборка... Себестоимость готового устройства с датчиками и парой клапанов на воду оценивается около 3000,00 грн. (115 $)
Я человек технический, но относительно далекий от "тепличной тематики".
Подумал, что подобное устройство может быть интересно не только моему другу, но и кому то еще ))
На текущий момент у меня накопилось куча "тепличных" вопросов, например, по расположению датчиков, их количеству и т.п.

Иными словами, если тема интересная и перспективная - разыскиваются энтузиасты готовые принять участие в проекте: поделиться жизненным опытом, помочь в сборке электронных схем.

Готовое устройство будет иметь следующие функции:

1. Автополив по расписанию (часы реального времени с батарейкой, электромагнитные клапаны).
2. Климатконтроль (включение вентилятора или открытие фрамуг относительно датчиков температуры)
3. Досветка (включение света в темное время суток с определенной продолжительностью)
4. Дистанционное управление с компьютера, через локальную сеть (допускается управление теплицей с телефона или планшета в любом месте на земле), то есть ВЕБ ИНТЕРФЕЙС.

Повторяюсь, что бюджет устройства (комплектующие) составляет около 3000,00 грн. (115 у.е.).

В этом блоге буду описывать этапы построения устройства, его тестирование и наладку. Всех неравнодушных прошу принять участие: мнением, советом, трудом. Сайт проекта: www.noda.com.ua Почта: [email protected] Практика применения: 1) Тепличный комплекс из четырех теплиц 100*10 для выращивания фундука и клубники - ССЫЛКА  

xbSlick

xbSlick

Войти  

×