Automaattinen jokiveden seurantajärjestelmä: 14 vaihetta

2024 Kirjoittaja: John Day | [email protected]. Viimeksi muokattu: 2024-01-30 09:01

Tätä ohjetta käytetään dokumentoimaan automaattisen jokiveden seurantajärjestelmän kehittäminen. Valvotut parametrit ovat veden taso ja veden lämpötila. Tämän projektin tavoitteena oli kehittää edullinen ja riippumaton lokitiedosto, joka on yhdistetty tietokantaan. Vedenpintaa seurataan erityisellä QR-tasolla. Pi -kamera ottaa kuvan 15 minuutin välein. Tämän kuvan QR-koodit dekoodataan ohjelmistolla ja ne viittaavat todelliseen vedenpintaan. Veden lämpötila mitataan DS18B20 -anturilla.

Tarvikkeet

1. Raspberry Zero WH
2. WittyPi Mini
3. Raspberry Pi -kameramoduuli v2.1
4. Huawei E3531 SurfStick
5. SIM -kortti (ThingsMobile)
6. DC DC Step Down Buck -muunnin
7. Digitaalinen lämpömittari DS18B20
8. OTG -mikro -USB -kaapeli
9. Mikro -USB -kaapelin pää
10. Ikkunalasit
11. Suljettu kotelo (G258)
12. Kaapelin kiinnitys
13. Ruuviliitin 3-napainen
14. 4, 7 kOhm vastus
15. Tyhjä piirilevy 65x30mm
16. 40-nastainen pinoamispää
17. 4 x M3x20 ruuvia
18. 8 xM3 ruuvia
19. Puhelinkaapeli
20. Kaiutinkaapeli

Vaihe 1: Lämpötilamoduulin juottaminen

Tässä vaiheessa luomme lämpötilamoduulin tyhjästä. Sen koko on pHAT ja se voidaan liittää Pi: n 40-nastaiseen GPIO: hon. Tämän menetelmän avulla voimme asentaa DS18B20 -anturin turvallisesti Raspberry Pi -laitteeseen.

1. Ensinnäkin meidän on juotettava 40-nastainen kiinnityspää 60x35 mm: n tyhjään piirilevyyn.
2. Aseta ruuviliitin ja vastus paikoilleen kuvan mukaisesti
3. Kytke vastus riviliittimen ulkoisiin nastoihin
4. Juotosvastus ja nastat yhteen
5. Juotoskaapelit (mustat, punaiset ja keltaiset) täsmälleen vaarnan otsikon nastoihin ja riviliittimen nastoihin
6. Jos haluat porata kiinnitysreiät, kiinnitä moduuli ensin vadelmapi nollaasi ja poraa sitten 3 mm: n poranterällä Raspberry Pi: n olemassa olevien reikien läpi uuteen moduuliin.
7. Lopuksi voit liittää DS18B20 -anturin moduuliin liittämällä anturin kaapelit vastaaviin väreihin.

Vaihe 2: DCDC -muunninkaapelin rakentaminen

Raspberry Pi: n virran saamiseksi meidän on muutettava akustamme saamamme 12 V 5 V: ksi. Käytämme DC DC buck -muunninta jännitteen pienentämiseen.

1. Juotos kaiutinkaapelin musta johto GND -merkittyyn porttiin
2. Juotos punainen johto IN+ -merkittyyn porttiin
3. Juotos musta johto mikro-USB-kaapelista GND-merkittyyn porttiin
4. Juotos punainen johto mikro-USB-kaapelista porttiin, jossa on merkintä OUT+
5. Katkaisu piiristä, joka on merkitty punaisella nuolella kuvassa
6. Hitsaa liitospalat yhteen saadaksesi 5 V: n kiinteän lähdön (sininen nuoli)

Vaihe 3: Surfstickin asentaminen

Internet -yhteyden muodostamiseksi meidän on yhdistettävä surffauskeppimme Raspberry Pi -laitteeseemme. Ensin meidän on tehtävä joitain kokoonpanoja:

1. Aseta valitsemasi moblie -palveluntarjoajan SIM -kortti surffauskeppiin. Tässä esimerkissä käytämme Things Mobilen SIM -korttia.
2. Liitä surffausmuistisi tietokoneeseen USB: n kautta.
3. Ikkunan pitäisi avautua selaimessasi.
4. Muuta kohdassa Asetukset> Profiilinhallinta APN: ksi matkapuhelinoperaattorisi APN. Things Mobilelle se on "TM".
5. Ota roaming -ominaisuus käyttöön kohdassa Asetukset> Mobiiliyhteys ja Ota mobiilidata käyttöön.
6. Napsauta Käytä.
7. Kotisivulta voit tarkistaa, onko yhteys muodostettu.
8. Nyt voit mennä, irrota surffauskeppi.
9. Surffauskeppi voidaan liittää vadelmaan ilman muita asetuksia.

Vaihe 4: Luo PostgreSQL -tietokanta

Tässä vaiheessa perustamme tietokantamme. Hyödynnämme Amazon Web Servicesin ilmaisen tason tarjousta.

1. Luo ensin ilmainen tili AWS: lle:
2. Seuraa tätä opetusohjelmaa luodaksesi PostgreSQL-tietokantasi ja oppiaksesi muodostamaan siihen yhteyden:

Vaihe 5: SD -kortin valmistelu

Ensin sinun on ladattava Raspian Stretch Lite -kuva:

Raspberry Pi Lataukset

Nyt meidän on salattava kuva tyhjällä SD-kortilla (vähintään 16 Gt). Aseta SD-kortti SD-kortinlukijaasi. Lataa Balena Etcher ja asenna se tietokoneellesi:

www.balena.io/etcher/

Avaa Balena Etcher, valitse aiemmin lataamasi Raspian -kuvan.zip -tiedosto. Valitse SD-korttisi Select Drivesta. Napsauta Flash!

Vaihe 6: Vadelman asentaminen ja liittäminen siihen SSH: n kautta

Ennen kuin voimme käyttää Raspberry Pi -laitettamme, meidän on tehtävä joitakin alkuasetuksia.

1. Aseta SD-korttisi Raspberry Pi -laitteeseesi ja liitä se näyttöön, näppäimistöön ja hiireen. (Jos sinulla ei ole ylimääräistä näyttöä, näppäimistöä ja hiirtä, voit asentaa päätön. Katso, että se on tehty ennen)
2. Noudata Raspberry Pi [wifi, kieli, aikavyöhyke] -asetusvaiheita
3. Ota SSH käyttöön päätelaitteen kautta PI: sudo raspi-configgo: 5 Liitäntävaihtoehdot Ota SSH käyttöön

4. Lataa Termius tietokoneellesi. Tämän ohjelman avulla on helppo muodostaa yhteys Raspberry Pi -laitteeseemme SSH.1: n kautta. https://termius.com/2. Luo tili

   3. Luo uusi isäntä4. Anna Raspberrylle etiketti (valitse nimi) 5. Anna PI: n IP-OSOITE verkosta, johon se on kirjautunut (jos et tiedä IP-OSOITETTA, voit etsiä sen ohjelmalla nimeltä "ADVANCED IP SCANNER") 7. Anna käyttäjätunnuksesi (oletusarvoisesti pi, jos sitä ei muuteta) 8. Anna salasanasi (vadelma oletusarvoisesti, jos sitä ei muuteta) 9. Napsauta Tallenna 10. Kaksoisnapsauta luomaasi isäntää 11. Viesti tulee näkyviin -> napsauta kyllä

Raspberry on liitettävä tietokoneeseen SSH: n kautta

Vaihe 7: Loggerin asentaminen

1. Ota kamera käyttöön rajapintavaihtoehdoissa: sudo raspi-configgo: 5 Liitäntäasetukset Ota käyttöön kameran uudelleenkäynnistys
2. Luo uusi hakemisto /home /pi -hakemistoosi cd /home /pisudo mkdir Desktop
3. Luo uusi python -tiedosto työpöydän hakemistoon cd Desktopsudo nano ctrl+soita tiedostoon qrbooftemp.pyenterctrl+x
4. Asenna paketin pyboof (numpy ja py4j asennetaan automaattisesti), tämä voi kestää jopa 40 minuuttia. Sumo pip3 install pyboof == 0.33.1
5. Suorita päivitys (jos et tee tätä, saatat saada ongelmia asentaessasi paketteja myöhemmin) sudo apt-get updatesudo apt-get install libpq-dev
6. Asenna postgreSQL ja psycopg2 vuorovaikutukseen postgreSQL-tietokannan kanssa Pythonsudo apt-get install postgresqlsudo pip3 install psycopg2

Vaihe 8: Loggerin (lämpötilamoduuli) asentaminen

Lämpötilamoduulin asentamiseksi sinun on asennettava moduuli Raspberry Pi -laitteeseesi DS18B20 -anturin kanssa. Moduuli asennetaan 40-nastaisen otsikon kautta.

1. ota 1-johdin käyttöön liitäntävaihtoehdossa sudo raspi-configgo: 5 Liitäntävaihtoehdot Ota käyttöön 1-Wiresudo-uudelleenkäynnistys
2. aseta 1-johtiminen nasta nastaan 23 ja gpu_mem = 256sudo nano /boot/config.txt liitä dtoverlay = w1-gpio, gpiopin = 23, pullup = päällä tiedostonvaihdon loppuun gpu_mem = 128 to gpu_mem = 256
3. aktivoi 1-Wiresudo modprobe w1-gpiosudo modprobe w1-thermsudo reboot
4. selvitä DS18B20-osoitteesi osoite, sen pitäisi alkaa 28-… cd/sys/bus/w1/devicesl kirjoita osoite alas, sitä tarvitaan myöhemmin Python-skriptissä

Vaihe 9: Lataa ja säädä Pyhton -skripti

1. Lataa Python-komentosarja tietokoneellesi ja avaa se tekstieditorissahttps://github.com/gremax93/QR-Code-Water-Level
2. Kopioi koko komentosarja leikepöydällesi (ctrl+a, ctrl+c)
3. Siirry aiemmin luomaasi python -tiedostoon cd/home/pi/Desktopsudo nano qrbooftemp.py
4. Lisää skripti napsauttamalla hiiren kakkospainikkeella
5. Vaihda lämpötila -anturin osoite aiemmin kirjoittamaasi osoitteeseen
6. Muuta postgresql -yhteysasetukset tiettyihin tietoihisi komentosarjan mukaisesti
7. Tallenna ja poistuctrl+oenterctrl+x

Vaihe 10: WittyPi -moduulin asentaminen

1. Lataa asennustiedosto Witty Pi wgetistä
2. Suorita asennuskomento sudo sh installWittyPi.sh
3. Käynnistä sudo reboot uudelleen

Vaihe 11: Tee joitain muutoksia Java -virtuaalikoneen asetuksiin

Tämä vaihe on tarpeen varmistaaksesi, että JVM käynnistyy, kun python -komentosarja suoritetaan.

1. Siirry py4j-hakemistoon ja avaa jawa_gateway.py cd /usr/local/lib/python3.5/dist-packages/py4jsudo nano jawa_gateway.pyset DEFAULT_CALLBACK_SERVER_ACCEPT_TIMEOUT = 20
2. Siirry pyboof -hakemistoon ja avaa _init _. Pycd /usr/local/lib/python3.5/dist-packages/pyboofsudo nano _init _. Pyset while time.time () - start_time <20.0

Vaihe 12: Aseta Cron Job

Tässä vaiheessa asetamme cronjobin, kun Vadelma saapuu. Tällä tavalla aina kun Pi herää, python -skriptimme suoritetaan.

1. Aseta cronjob ja kirjoita se lokitiedostoon. Tämä tekee vianmäärityksestä tehokkaampaa. Crontab -e@reboot sleep 20 && sudo python3 /home/pi/Desktop/qrbooftemp.py >> /home/pi/Desktop/log.txt
2. Lisää toinen rivi crontabiin. Tämä rivi varmistaa, että kun WittyPi failes Raspberry Pi käynnistyy joka tapauksessa uudelleen.@Reboot sleep 1500 && sudo rebootctrl+oenterctrl+x

Vaihe 13: Yhdistä kaikki

1. Varmista, että Pi on kytketty pois päältä, jos ei, sulje se sammutuksen jälkeen -h nyt
2. Pinoa WittyPi Raspberry Pi -laitteeseesi ja sen päällä oleva lämpötilamoduuli.
3. Ruuvaa 3 moduulia yhteen
4. Kiinnitä kameramoduuli vadelmapi nolla CSI -porttiin
5. Kiinnitä surfstickisi Raspberry Pi -laitteeseesi USB OTG -kaapelin kautta
6. Kiinnitä virtajohto WittyPi -laitteeseen (ei Raspberry Pi -laitteeseen!)
7. Laita kaikki koteloon ja kierrä kansi alas
8. Kiinnitä virtajohto akkuun
9. Onnittelut, että loggerisi pitäisi olla käynnissä!

Vaihe 14: Lopullinen asennus

Näissä kuvissa näkyy asennettu puunkorjuu, johon on asennettu QR-koodin vedenpinta.

Puunkorjuukoneet asennettiin sillan alle optimaalisten tulosten saavuttamiseksi. Suoraa auringonvaloa tulee välttää.