מערכת ניטור מים נהר אוטומטית: 14 שלבים

2024 מְחַבֵּר: John Day | [email protected]. שונה לאחרונה: 2024-01-30 09:15

מכשיר זה משמש לתיעוד פיתוח מערכת ניטור מי נהר אוטומטית. הפרמטרים המנוטרים הם מפלס המים וטמפרטורת המים. מטרת הפרויקט הייתה לפתח לוגר בעלות נמוכה ועצמאית המחובר למסד נתונים. מעקב אחר מפלס המים ברמת QR מיוחדת. מצלמה בפי מצלמת כל 15 דקות. קודי ה- QR בתמונה זו מפוענחים על ידי תוכנה ומעידים על מפלס המים בפועל. טמפרטורת המים נמדדת באמצעות חיישן DS18B20.

אספקה

1. פטל אפס WH
2. מיני WittyPi
3. מודול מצלמת Raspberry Pi v2.1
4. Huawei E3531 SurfStick
5. כרטיס SIM (ThingsMobile)
6. ממיר באק DC DC
7. מד חום דיגיטלי DS18B20
8. כבל מיקרו USB מסוג OTG
9. קצה כבל מיקרו USB
10. זכוכית חלון
11. מארז אטום (G258)
12. התאמת כבלים
13. בלוק טרמינל 3 פינים
14. נגד, 7kOhm
15. לוח מעגלים ריק 65x30 מ"מ
16. כותרת הימור עם 40 פינים
17. 4 x ברגים M3x20
18. 8 ברגים xM3
19. כבל טלפון
20. כבל רמקול

שלב 1: הלחמת מודול הטמפרטורה

בשלב זה אנו יוצרים מודול טמפרטורה מאפס. יש לו גודל pHAT וניתן לחבר אותו ל- GPIO של 40 פינים של ה- Pi. שיטה זו מאפשרת לנו להרכיב את חיישן DS18B20 בצורה מאובטחת ל- Raspberry Pi.

1. ראשית, עלינו להלחם את כותרת ההימור של 40 פינים ללוח המעגל הריק בגודל 60x35 מ"מ.
2. שים את בלוק מסוף הבורג ואת הנגד במקומם כפי שמוצג בתמונה
3. חבר את הנגד לפינים החיצוניים של בלוק הטרמינל
4. הלחם את הנגד והסיכות יחד
5. הלחם את הכבלים (שחור, אדום וצהוב) לפינים המדויקים של כותרת ההימור ולסיכות של בלוק הטרמינל.
6. כדי לקדוח את חורי ההרכבה, תחילה הרכבו את המודול ל- raspberry pi zero שלכם, ולאחר מכן קדחו בעזרת מקדח 3 מ"מ דרך החורים הקיימים מ- Raspberry Pi לתוך המודול החדש שלכם.
7. לבסוף, תוכל לחבר את חיישן DS18B20 למודול שלך על ידי חיבור כבלי החיישן לצבעים המתאימים בלוח שלך.

שלב 2: בניית כבל ממיר DCDC שלנו

כדי להפעיל את ה- Raspberry Pi, עלינו להמיר את 12V שאנו מקבלים מהסוללה ל -5V. אנו משתמשים בממיר DC DC buck להפחתת המתח.

1. הלחם את החוט השחור מיצירת כבל הרמקול ליציאה שכותרתה GND
2. הלחם את החוט האדום ליציאה המסומנת ב- IN+
3. הלחם את החוט השחור מכבל המיקרו USB שלך ליציאה שכותרתה GND
4. הלחם את החוט האדום מכבל המיקרו USB שלך ליציאה המסומנת OUT+
5. חתך של המעגל המסומן בחץ האדום בתמונה
6. לרתך את כריות ההדבקה כדי לקבל פלט קבוע של 5V (חץ כחול)

שלב 3: התקנת Surfstick שלך

כדי ליצור חיבור לאינטרנט, עלינו לחבר את מקל הגלישה שלנו ל- Raspberry Pi שלנו. ראשית עלינו לבצע מספר תצורות:

1. הכנס כרטיס SIM מספק המובילים שבחרת, לתוך מקל הגלישה שלך. בדוגמה זו אנו משתמשים ב- SIM מ- Things Mobile.
2. חבר את מקל הגלישה שלך למחשב באמצעות USB.
3. חלון אמור לצוץ בדפדפן שלך.
4. תחת הגדרות> ניהול פרופיל שנה את ה- APN לזה של ספק הסלולר שלך. ל- Things Mobile זה "TM".
5. הפעל את תכונת הנדידה תחת הגדרות> חיבור לנייד ו'הפעל 'נתוני מובייל.
6. לחץ על החל.
7. בדף הבית תוכל לבדוק אם נוצר חיבור.
8. עכשיו אתה מוכן ללכת, נתק את מקל הגלישה שלך.
9. ניתן לחבר את מקל הגלישה לפטל שלך ללא כל תצורה נוספת.

שלב 4: צור מסד PostgreSQL

בשלב זה הקמנו את מסד הנתונים שלנו. אנו משתמשים בהצעת הרמה החינמית של שירותי האינטרנט של אמזון.

1. ראשית צור חשבון חינם ב- AWS:
2. עקוב אחר הדרכה זו ליצירת מסד הנתונים שלך PostgreSQL ולמד כיצד להתחבר אליו:

שלב 5: הכנת כרטיס ה- SD

ראשית עליך להוריד את תמונת Raspian Stretch Lite:

הורדות פטל פטל

כעת עלינו להבהב את התמונה בכרטיס SD ריק (לפחות 16 GB). הכנס את כרטיס ה- SD לקורא כרטיסי ה- SD שלך. הורד את Balena Etcher והתקן אותו במחשב שלך:

www.balena.io/etcher/

פתח את Balena Etcher, בחר את קובץ ה- zip של התמונה שלך Raspian שהורדת בעבר. בחר את כרטיס ה- SD שלך ב- Select Drive. לחץ על פלאש!

שלב 6: התקנת הפטל והתחברות אליו באמצעות SSH

לפני שנוכל להשתמש ב- Raspberry Pi שלנו עלינו לבצע כמה הגדרות ראשונות.

1. הכנס את כרטיס ה- SD שלך ל- Raspberry Pi וחבר אותו למסך, למקלדת ועכבר. (אם אין לך צג, מקלדת ועכבר נוספים תוכל לבצע התקנה ללא ראש. חפש את זה בוצע לפני)
2. בצע את שלבי ההתקנה של ה- Raspberry Pi שלך [wifi, שפה, אזור זמן]
3. אפשר SSH באמצעות מסוף ב- PI שלך: sudo raspi-configgo ל: 5 אפשרויות ממשק אפשר SSH

4. הורד את המחשב Termius במחשב שלך. תוכנית זו מקלה על החיבור ל- Raspberry Pi שלנו באמצעות SSH.1. https://termius.com/2. צור חשבון

   3. צור HOST4 חדש. תן לפטל שלך תווית (בחר שם) 5. הזן את כתובת ה- IP של כתובת ה- PI שלך מהרשת שהיא מחוברת אליה (אם אינך מכיר את ה- IP-ADRESSE תוכל לחפש אותה באמצעות תוכנית בשם "ADVANCED IP Scanner") 7. הזן את שם המשתמש שלך (pi כברירת מחדל אם לא השתנה) 8. הזן את הסיסמה שלך (פטל כברירת מחדל אם לא השתנה) 9. לחץ על שמור 10. לחץ פעמיים על המארח החדש שנוצר 11. הודעה צצה -> לחץ על כן

הפטל שלך צריך להיות מחובר למחשב שלך באמצעות SSH

שלב 7: התקנת הלוגר

1. אפשר את המצלמה באפשרויות הממשק: sudo raspi-configgo ל: 5 אפשרויות ממשק אפשר מצלמות הפעלה מחדש
2. צור ספרייה חדשה ב- /home /pi directorycd /home /pisudo mkdir Desktop
3. צור קובץ פייתון חדש בספריית שולחן העבודה cd Desktopsudo nano ctrl+ocall the file qrbooftemp.pyenterctrl+x
4. התקן את החבילה pyboof (numpy ו- py4j מותקנים אוטומטית) זה יכול לקחת עד 40 דקות. Pip3 ההתקנה pyboof == 0.33.1
5. הפעל עדכון (אם לא תעשה זאת אתה עלול להיתקל בבעיות בעת התקנת חבילות מאוחר יותר) sudo apt-get updatesudo apt-get install libpq-dev
6. התקן postgreSQL ו- psycopg2 כדי ליצור אינטראקציה עם מסד הנתונים של postgreSQL באמצעות Pythonsudo apt-get להתקין postgresqlsudo pip3 התקן psycopg2

שלב 8: התקנת הלוגר (מודול טמפרטורה)

כדי להתקין את מודול הטמפרטורה, עליך להתקין את המודול ב- Raspberry Pi שלך כאשר חיישן DS18B20 מחובר אליו. המודול מותקן באמצעות כותרת 40 פינים.

1. אפשר חוט אחד באפשרויות הממשק sudo raspi-configgo ל: 5 אפשרויות ממשק אפשר הפעלה מחדש של 1-Wiresudo
2. הגדר סיכת 1-Wire לסיכה 23 ו- gpu_mem = 256sudo nano /boot/config.txt הוסף dtoverlay = w1-gpio, gpiopin = 23, pullup = הלאה לסוף קובץ השינוי gpu_mem = 128 ל- gpu_mem = 256
3. הפעל את Wiresudo modprobe w1-gpiosudo modprobe w1-thermsudo מחדש
4. גלה את כתובת DS18B20 שלך, הוא צריך להתחיל עם 28- … cd/sys/bus/w1/devicesls כתוב את הכתובת למטה, מאוחר יותר יש צורך בתסריט של פייתון

שלב 9: הורד והתאם את סקריפט Pyhton

1. הורד את סקריפט Python במחשב שלך ופתח אותו במערכת טקסט
2. העתק את התסריט המלא ללוח הקליפים (ctrl+a, ctrl+c)
3. עבור אל הקובץ python filecd/home/pi/Desktopsudo nano qrbooftemp.py
4. לחץ באמצעות לחצן העכבר הימני על הכנסת התסריט
5. שנה את כתובת חיישן הטמפרטורה לאחת שכתבת בעבר
6. שנה את הגדרת החיבור של postgresql למידע הספציפי שלך, כפי שמצוין בתסריט
7. שמור ויצאctctrl+oenterctrl+x

שלב 10: התקנת מודול WittyPi

1. הורד את קובץ ההתקנה מ- Witty Pi wget
2. הפעל את סקריפט ההתקנה sudo sh installWittyPi.sh
3. אתחל sudo אתחול מחדש

שלב 11: בצע כמה שינויים בהתקנת המחשב הווירטואלי של Java

שלב זה נחוץ כדי לוודא ש- JVM יתחיל בעת הפעלת סקריפט הפיתון.

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

שלב 12: הגדר את משרת Cron

בשלב זה הגדרנו חבטת משיכה כאשר הפטל מגף. כך בכל פעם שהפי מתעורר, סקריפט הפיתון שלנו מבוצע.

1. הגדר את cronjob וכתוב אותו לקובץ יומן. זה הופך את פתרון הבעיות ליותר יעיל. Crontab -e@אתחול שינה 20 && sudo python3 /home/pi/Desktop/qrbooftemp.py >> /home/pi/Desktop/log.txt
2. הוסף קו אחר לקרונטאב. שורה זו מוודאת שכאשר WittyPi נכשל הפטל הפטל בכל מקרה.@Reboot sleep 1500 && sudo rebootctrl+oenterctrl+x

שלב 13: חיבור הכל ביחד

1. וודא שה- Pi שלך נדחה, אם לא, סגור אותו כיבוי הודעות -ח עכשיו
2. ערמו את ה- WittyPi שלכם על ה- Raspberry Pi ועל גביו מודול הטמפרטורה.
3. הברג את 3 המודולים יחד
4. חבר את מודול המצלמה ליציאת ה- CSI של פטל פי האפס
5. חבר את הגולש שלך ל- Raspberry Pi באמצעות כבל ה- USB OTG
6. חבר את כבל החשמל ל- WittyPi (לא ל- Raspberry Pi!)
7. הכניסו את הכל למעטפת והברגו את המכסה
8. חבר את כבל החשמל לסוללה שלך
9. מזל טוב הכורש שלך אמור לפעול!

שלב 14: התקנה סופית

תמונות אלה מציגות את כורת הכורסה המותקן עם מפלס המים בקוד QR.

עצים הותקנו מתחת לגשר לתוצאות מיטביות. יש להימנע מאור שמש ישיר.