Automatizált folyami vízfigyelő rendszer: 14 lépés

2024 Szerző: John Day | [email protected]. Utoljára módosítva: 2024-01-30 09:41

Ez az utasítás az automatizált folyami vízfigyelő rendszer fejlesztésének dokumentálására szolgál. A monitorozott paraméterek a vízszint és a vízhőmérséklet. A projekt célja egy olcsó és független naplózó kifejlesztése volt, amely adatbázishoz kapcsolódik. A vízszintet egy speciális QR-szint ellenőrzi. A Pi kamerája 15 percenként készít képet. A képen látható QR-kódokat szoftver dekódolja, és a tényleges vízszintre utalnak. A víz hőmérsékletét DS18B20 érzékelővel mérik.

Kellékek

1. Raspberry Zero WH
2. WittyPi Mini
3. Raspberry Pi kamera modul v2.1
4. Huawei E3531 SurfStick
5. SIM -kártya (ThingsMobile)
6. DC DC Step Down Buck átalakító
7. DS18B20 digitális hőmérő
8. OTG mikro USB kábel
9. A mikro USB kábel vége
10. Ablaküvegek
11. Zárt ház (G258)
12. Kábelszerelés
13. Csavaros sorkapcs 3-tűs
14. 4, 7 kOhm ellenállás
15. Üres áramköri lap 65x30mm
16. 40 tűs staking-header
17. 4 db M3x20 csavar
18. 8 x M3 csavar
19. Telefonkábel
20. Hangszóró kábel

1. lépés: A hőmérséklet modul forrasztása

Ebben a lépésben létrehozunk egy hőmérsékleti modult a semmiből. PHAT méretű, és csatlakoztatható a Pi 40 tűs GPIO-jához. Ezzel a módszerrel biztonságosan rögzíthetjük a DS18B20 érzékelőt a Raspberry Pi -hez.

1. Először meg kell forrasztanunk a 40 tűs kapcsolófejet a 60x35 mm-es üres áramköri laphoz.
2. Helyezze be a csavaros sorkapcsot és az ellenállást a képen látható módon
3. Csatlakoztassa az ellenállást a sorkapocs külső csapjaihoz
4. Forrasztja össze az ellenállást és a csapokat
5. Forrasztja a kábeleket (fekete, piros és sárga) a tétes fejléc pontos csapjaihoz és a sorkapocs csapjaihoz
6. A rögzítő lyukak fúrásához először szerelje fel a modult a málna pi nullájára, majd fúrjon 3 mm -es fúróval a Raspberry Pi meglévő lyukain keresztül az új modulba.
7. Végül csatlakoztathatja a DS18B20 érzékelőt a modulhoz úgy, hogy az érzékelő kábeleit az alaplap megfelelő színéhez csatlakoztatja.

2. lépés: DCDC átalakító kábelünk építése

A Raspberry Pi áramellátásához át kell alakítanunk az akkumulátorról kapott 12 V -ot 5 V -ra. DC feszültségcsökkentőt használunk a feszültség csökkentésére.

1. Forgassa a fekete vezetéket a hangszóró kábeléből a GND feliratú porthoz
2. Forrasztja a piros vezetéket az IN+ feliratú porthoz
3. Forrasztja a fekete vezetéket a mikro-USB-kábelből a GND feliratú porthoz
4. Forrasztja a piros vezetéket a mikro-USB-kábelből az OUT+ feliratú porthoz
5. A képen a piros nyíllal jelölt áramkör vágása
6. Hegesztje össze a kötőpárnákat, hogy 5 V fix kimenetet kapjon (kék nyíl)

3. lépés: A Surfstick felszerelése

Az internetkapcsolat létrehozásához szörfbotunkat a Raspberry Pi -hez kell csatlakoztatnunk. Először néhány konfigurációt kell végrehajtanunk:

1. Helyezzen be egy SIM kártyát a választott mobilszolgáltatótól a szörf botjába. Ebben a példában a Things Mobile SIM -kártyáját használjuk.
2. Csatlakoztassa a szörföző botot a számítógéphez USB -n keresztül.
3. Egy ablaknak kell megjelennie a böngészőben.
4. A Beállítások> Profilkezelés részben módosítsa az APN -t a mobilszolgáltatójának. A Things Mobile esetében ez a "TM".
5. Engedélyezze a barangolási funkciót a Beállítások> Mobilkapcsolat és a "Bekapcsolás" menüben.
6. Kattintson az Alkalmaz gombra.
7. A kezdőlapon ellenőrizheti, hogy létrejött -e kapcsolat.
8. Most már indulhat, húzza ki a szörfbotot.
9. A szörf bot minden további konfiguráció nélkül csatlakoztatható a Málnához.

4. lépés: Hozzon létre egy PostgreSQL adatbázist

Ebben a lépésben felállítjuk az adatbázisunkat. Kihasználjuk az Amazon Web Services ingyenes rétegbeli ajánlatát.

1. Először hozzon létre egy ingyenes fiókot az AWS -en:
2. Kövesse ezt az oktatóanyagot a PostgreSQL adatbázis létrehozásához és a csatlakozáshoz:

5. lépés: Az SD -kártya előkészítése

Először le kell töltenie a Raspian Stretch Lite képet:

Raspberry Pi letöltések

Most villogni kell a képet egy üres SD-kártyán (legalább 16 GB). Helyezze be az SD-kártyát az SD-kártyaolvasóba. Töltse le a Balena Etcher programot, és telepítse a számítógépére:

www.balena.io/etcher/

Nyissa meg a Balena Etcher alkalmazást, válassza ki a korábban letöltött Raspian kép.zip fájlját. Válassza ki az SD-kártyát a Select Drive-ban. Kattintson a Flash gombra!

6. lépés: A málna telepítése és csatlakoztatása SSH -n keresztül

Mielőtt használnánk a Raspberry Pi -t, el kell végeznünk néhány kezdeti beállítást.

1. Helyezze be az SD-kártyát a Raspberry Pi-be, és csatlakoztassa azt egy monitorhoz, billentyűzethez és egérhez. (Ha nincs extra monitorja, billentyűzete és egérje, fej nélküli telepítést végezhet.
2. Kövesse a Raspberry Pi [wifi, nyelv, időzóna] beállítási lépéseit
3. Engedélyezze az SSH-t a terminálon keresztül PI: sudo raspi-configgo: 5 Interfészbeállítások SSH engedélyezése

4. Töltse le a számítógépére a Termius programot. Ez a program megkönnyíti a Raspberry Pi -hez való csatlakozást SSH.1 -en keresztül. https://termius.com/2. Hozzon létre egy fiókot

   3. Hozzon létre új HOST4 -et. Adja meg a Málna címkéjét (válasszon nevet) 5. Írja be a PI IP-CÍMÉT a bejelentkezett HÁLÓZATBÓL (ha nem ismeri az IP-CÍMZŐT, akkor keresse meg egy "ADVANCED IP SCANNER" nevű programmal) 7. Írja be felhasználónevét (alapértelmezés szerint pi, ha nem változik) 8. Írja be jelszavát (alapértelmezés szerint málna, ha nem változik) 9. Kattintson a Mentés gombra 10. Kattintson duplán az újonnan létrehozott gazdagépre 11. Egy üzenet jelenik meg -> kattintson az Igen gombra

A Raspberry -t SSH -n keresztül kell csatlakoztatni a számítógéphez

7. lépés: A naplózó telepítése

1. Engedélyezze a fényképezőgépet az interfész opciókban: sudo raspi-configgo: 5 Interfészbeállítások
2. Hozzon létre egy új könyvtárat a /home /pi könyvtárban cd /home /pisudo mkdir Desktop
3. Hozzon létre egy új python fájlt az asztali könyvtárban cd Desktopsudo nano ctrl+o hívja a fájlt qrbooftemp.pyenterctrl+x
4. A pyboof csomag telepítése (a numpy és py4j automatikusan települ) ez akár 40 percet is igénybe vehet. Sudo pip3 install pyboof == 0.33.1
5. Futtasson egy frissítést (ha ezt nem teszi meg, akkor problémák merülhetnek fel a csomagok későbbi telepítésekor) sudo apt-get updatesudo apt-get install libpq-dev
6. Telepítse a postgreSQL-t és a psycopg2-t, hogy kapcsolatba léphessen a postgreSQL adatbázissal a Pythonsudo apt-get install postgresqlsudo pip3 install psycopg2 segítségével

8. lépés: A naplózó telepítése (hőmérséklet -modul)

A hőmérséklet -modul telepítéséhez fel kell szerelni a modult a Raspberry Pi -re, és hozzá kell csatlakoztatni egy DS18B20 érzékelőt. A modul a 40 pólusú fejrészen keresztül szerelhető fel.

1. engedélyezze az 1 vezetékes csatlakozást az opcióban sududo raspi-configgo: 5 interfész opciók engedélyezze az 1-vezetékes újraindítást
2. állítsa az 1-vezetékes tűt a 23-as érintkezőre, és a gpu_mem = 256sudo nano /boot/config.txt hozzáfűzi dtoverlay = w1-gpio, gpiopin = 23, pullup = be a fájlcsere végére gpu_mem = 128-gpu_mem = 256
3. aktiválja az 1-Wiresudo modprobe w1-gpiosudo modprobe w1-thermsudo reboot-ot
4. megtudja a DS18B20 címét, 28-… cd/sys/bus/w1/devicesl-vel kell kezdődnie, írja le a címet, később szükség lesz rá a Python szkriptben

9. lépés: Töltse le és állítsa be a Pyhton -szkriptet

1. Töltse le a Python szkriptet a számítógépére, és nyissa meg egy szövegszerkesztőbenhttps://github.com/gremax93/QR-Code-Water-Level
2. Másolja a teljes szkriptet a vágólapra (ctrl+a, ctrl+c)
3. Lépjen a korábban létrehozott python filecd/home/pi/Desktopsudo nano qrbooftemp.py oldalra
4. Kattintson a jobb gombbal a szkript beszúrásához
5. Változtassa meg a hőmérséklet -érzékelő címét az előzőleg leírt címre
6. Változtassa meg a postgresql kapcsolat beállítását a saját adataira, a szkriptben leírtak szerint
7. Mentés és kilépésctrl+oenterctrl+x

10. lépés: A WittyPi modul telepítése

1. Töltse le a telepítőfájlt a Witty Pi wget webhelyről
2. Futtassa a sudo sh installWittyPi.sh telepítőszkriptet
3. Indítsa újra a sudo rebootot

11. lépés: Végezzen módosításokat a Java virtuális gép beállításában

Ez a lépés szükséges annak biztosításához, hogy a JVM elinduljon a python parancsfájl végrehajtásakor.

1. Lépjen a py4j könyvtárba, és nyissa meg a jawa_gateway.py cd /usr/local/lib/python3.5/dist-packages/py4jsudo nano jawa_gateway.pyset DEFAULT_CALLBACK_SERVER_ACCEPT_TIMEOUT = 20
2. Lépjen a pyboof könyvtárba, és nyissa meg a _init _. Pycd /usr/local/lib/python3.5/dist-packages/pyboofsudo nano _init _. Pyset while time.time () - start_time <20.0

12. lépés: A Cron Job beállítása

Ebben a lépésben beállítottunk egy cronjob -ot, amikor a Málna elindul. Így minden alkalommal, amikor a Pi felébred, a python szkriptünk végrehajtódik.

1. Állítsa be a cronjob parancsot, és írja be egy naplófájlba. Ez hatékonyabbá teszi a hibaelhárítást. Crontab -e@reboot sleep 20 && sudo python3 /home/pi/Desktop/qrbooftemp.py >> /home/pi/Desktop/log.txt
2. Adjon hozzá egy másik sort a crontabhoz. Ez a sor gondoskodik arról, hogy amikor a WittyPi failezi a Raspberry Pi -t, akkor újraindul.@Reboot sleep 1500 && sudo rebootctrl+oenterctrl+x

13. lépés: Összerakás

1. Győződjön meg róla, hogy a Pi le van kapcsolva, ha nem, akkor most kapcsolja ki, amíg le nem áll
2. Helyezze a WittyPi -t a Raspberry Pi -re és a hőmérsékleti modulra.
3. Csavarja össze a 3 modult
4. Csatlakoztassa a kamera modult a málna pi zero CSI portjához
5. Csatlakoztassa surfstickjét a Raspberry Pi készülékhez az USB OTG kábellel
6. Csatlakoztassa a tápkábelt a WittyPi -hez (ne a Raspberry Pi -hez!)
7. Tegye az egészet a burkolatba, és csavarja le a fedelet
8. Csatlakoztassa a tápkábelt az akkumulátorhoz
9. Gratulálunk, a naplózónak futnia kell!

14. lépés: Végső telepítés

Ezeken a képeken a beépített naplózó látható a QR-kód vízszinttel felszerelve.

A naplózókat egy híd alá telepítették az optimális eredmény érdekében. Kerülni kell a közvetlen napfényt.