მდინარის წყლის მონიტორინგის ავტომატური სისტემა: 14 ნაბიჯი

2024 ავტორი: John Day | [email protected]. ბოლოს შეცვლილი: 2024-01-30 10:18

ეს ინსტრუქცია გამოიყენება მდინარის წყლის მონიტორინგის ავტომატური სისტემის განვითარების დოკუმენტირებისათვის. მონიტორინგის პარამეტრები არის წყლის დონე და წყლის ტემპერატურა. ამ პროექტის მიზანი იყო დაბალბიუჯეტიანი და დამოუკიდებელი ჟურნალის შემუშავება, რომელიც დაკავშირებულია მონაცემთა ბაზასთან. წყლის დონის მონიტორინგი ხდება სპეციალური QR დონის გამოყენებით. Pi კამერა იღებს სურათს ყოველ 15 წუთში. ამ სურათის QR კოდების გაშიფვრა ხდება პროგრამული უზრუნველყოფის საშუალებით და მიუთითებს წყლის რეალურ დონეზე. წყლის ტემპერატურა იზომება DS18B20 სენსორით.

მარაგები

1. ჟოლო ნულოვანი WH
2. ვიტიპი მინი
3. Raspberry Pi კამერის მოდული v2.1
4. Huawei E3531 SurfStick
5. SIM ბარათი (ThingsMobile)
6. DC DC Step Down Buck Converter
7. DS18B20 ციფრული თერმომეტრი
8. მიკრო USB კაბელი OTG
9. მიკრო USB კაბელის ბოლო
10. ფანჯრის მინა
11. დალუქული დანართი (G258)
12. საკაბელო იარაღი
13. Srew ტერმინალის ბლოკი 3 პინიანი
14. 4, 7kOhm რეზისტორი
15. ცარიელი მიკროსქემის დაფა 65x30 მმ
16. 40-პინიანი თავსაბურავი
17. 4 x M3x20 სრიალი
18. 8 xM3 ხრახნი
19. ტელეფონის კაბელი
20. დინამიკის კაბელი

ნაბიჯი 1: ტემპერატურის მოდულის შედუღება

ამ ეტაპზე ჩვენ ვქმნით ტემპერატურის მოდულს ნულიდან. მას აქვს pHAT- ის ზომა და შეიძლება დაუკავშირდეს Pi- ს 40-პინიან GPIO- ს. ეს მეთოდი საშუალებას გვაძლევს უსაფრთხოდ დავაყენოთ DS18B20 სენსორი Raspberry Pi– ზე.

1. უპირველეს ყოვლისა, ჩვენ უნდა შევაერთოთ 40 პინიანი სათავე თავზე 60x35 მმ ცარიელ მიკროსქემის დაფაზე.
2. განათავსეთ ხრახნიანი ტერმინალის ბლოკი და რეზისტორი ისე, როგორც სურათზეა ნაჩვენები
3. შეაერთეთ რეზისტორი ტერმინალური ბლოკის გარე ქინძისთავებთან
4. შეაერთეთ რეზისტორი და ქინძისთავები ერთად
5. შეაერთეთ კაბელები (შავი, წითელი და ყვითელი) სათაურის ზუსტი ქინძისთავებით და ტერმინალური ბლოკის ქინძისთავებით
6. სამონტაჟო ხვრელების გასათბობად, ჯერ დააინსტალირეთ მოდული თქვენს ჟოლოს პი ნულზე, შემდეგ კი გაბურღეთ 3 მმ საბურღი თქვენი ჟოლოს პიდან არსებული ხვრელების მეშვეობით თქვენს ახალ მოდულში.
7. დაბოლოს, თქვენ შეგიძლიათ დაუკავშიროთ თქვენი DS18B20 სენსორი თქვენს მოდულს, თქვენი სენსორის კაბელების მიმაგრებით თქვენს დაფაზე შესაბამის ფერებზე.

ნაბიჯი 2: შექმენით ჩვენი DCDC კონვერტორი კაბელი

ჩვენი Raspberry Pi- ს გასაძლიერებლად, ჩვენ გვჭირდება 12 ვ -ის გადაყვანა ჩვენი ბატარეიდან 5 ვ -ზე. ჩვენ ვიყენებთ DC DC მამლის გადამყვანს ძაბვის შესამცირებლად.

1. შეაერთეთ შავი მავთული თქვენი სპიკერის კაბელიდან პორტში, რომელსაც ეწოდება GND
2. შეაერთეთ წითელი მავთული პორტში წარწერით IN+
3. შეაერთეთ შავი მავთული თქვენი მიკრო USB კაბელიდან პორტში, რომელსაც ეწოდება GND
4. შეაერთეთ წითელი მავთული თქვენი მიკრო USB კაბელიდან პორტში წარწერით OUT+
5. მიკროსქემის გაჭრა სურათზე წითელი ისრით
6. შედუღეთ შემაკავშირებელ ბალიშები კიდევ ერთხელ, რომ მიიღოთ 5 ვ ფიქსირებული გამომუშავება (ლურჯი ისარი)

ნაბიჯი 3: დააინსტალირეთ თქვენი Surfstick

ინტერნეტ კავშირის დასამყარებლად, ჩვენ უნდა დავუკავშიროთ ჩვენი სერფის ჯოხი ჩვენს ჟოლოს Pi- ს. ჯერ უნდა გავაკეთოთ რამდენიმე კონფიგურაცია:

1. ჩადეთ SIM ბარათი მობილურის პროვაიდერისგან, თქვენს არჩევანში, სერფინგის ჯოხში. ამ მაგალითში ჩვენ ვიყენებთ SIM– ს Things Mobile– დან.
2. შეაერთეთ თქვენი სერფინგის ჯოხი თქვენს კომპიუტერს USB- ის საშუალებით.
3. თქვენს ბრაუზერში უნდა გამოჩნდეს ფანჯარა.
4. პარამეტრებში> პროფილის მენეჯმენტი შეცვალეთ APN თქვენი მობილური პროვაიდერის მიხედვით. მობილური ნივთებისთვის ეს არის "TM".
5. ჩართეთ როუმინგის ფუნქცია პარამეტრებში> მობილური კავშირი და "ჩართეთ" მობილური მონაცემები.
6. დაწკაპეთ მიმართვა.
7. მთავარ გვერდზე შეგიძლიათ შეამოწმოთ არის თუ არა კავშირი დამყარებული.
8. ახლა კარგია წასვლა, გათიშეთ სერფინგის ჯოხი.
9. სერფინგის ჯოხი შეიძლება დაუკავშირდეს თქვენს ჟოლოს ყოველგვარი კონფიგურაციის გარეშე.

ნაბიჯი 4: შექმენით PostgreSQL მონაცემთა ბაზა

ამ ეტაპზე ჩვენ შევქმენით ჩვენი მონაცემთა ბაზა. ჩვენ ვიყენებთ უფასო დონის შეთავაზებას ამაზონის ვებ სერვისებიდან.

1. ჯერ შექმენით უფასო ანგარიში AWS– ზე:
2. მიჰყევით ამ გაკვეთილს, რომ შექმნათ თქვენი PostgreSQL მონაცემთა ბაზა და ისწავლეთ მასთან დაკავშირება:

ნაბიჯი 5: SD ბარათის მომზადება

პირველი თქვენ უნდა გადმოწეროთ Raspian Stretch Lite სურათი:

Raspberry Pi ჩამოტვირთვები

ახლა ჩვენ გვჭირდება გამოსახულების გამოსახვა ცარიელ SD ბარათზე (მინიმუმ 16 GB). ჩადეთ SD ბარათი თქვენს SD ბარათის წამკითხველში. ჩამოტვირთეთ Balena Etcher და დააინსტალირეთ თქვენს კომპიუტერში:

www.balena.io/etcher/

გახსენით Balena Etcher, შეარჩიეთ თქვენი Raspian სურათის.zip ფაილი, რომელიც ადრე გადმოწერეთ. აირჩიეთ თქვენი SD ბარათი Select Drive- ში. დააწკაპუნეთ Flash!

ნაბიჯი 6: ჟოლოს დაყენება და მასთან დაკავშირება SSH– ის საშუალებით

სანამ Raspberry Pi- ს გამოვიყენებთ, ჩვენ უნდა გავაკეთოთ საწყისი პარამეტრები.

1. ჩადეთ თქვენი SD ბარათი თქვენს Raspberry Pi- ში და შეაერთეთ იგი მონიტორთან, კლავიატურას და მაუსს. (თუ არ გაქვთ დამატებითი მონიტორი, კლავიატურა და მაუსი, შეგიძლიათ გააკეთოთ უთავო ინსტალაცია. შეხედეთ, ეს უკვე გაკეთებულია)
2. მიჰყევით თქვენი Raspberry Pi– ის დაყენების ნაბიჯებს [wifi, ენა, დროის ზონა]
3. ჩართეთ SSH ტერმინალის საშუალებით PI: sudo raspi-configgo to: 5 Interfacing Options ჩართვა SSH

4. ჩამოტვირთეთ Termius თქვენს კომპიუტერში. ეს პროგრამა აადვილებს ჩვენს Raspberry Pi– სთან დაკავშირებას SSH.1– ის საშუალებით. https://termius.com/2. გააკეთე ანგარიში

   3. შექმენით ახალი HOST4. მიეცით თქვენს ჟოლოს ეტიკეტი (შეარჩიეთ სახელი) 5. შეიყვანეთ თქვენი PI- ს IP-ADRESSE ქსელიდან, რომელშიც ის არის შესული (თუ არ იცით IP- მისამართი, შეგიძლიათ მოძებნოთ ის პროგრამით სახელწოდებით "ADVANCED IP SCANNER") 7. შეიყვანეთ თქვენი მომხმარებლის სახელი (პი სტანდარტულად თუ არ შეცვლილა) 8. შეიყვანეთ თქვენი პაროლი (ჟოლო ნაგულისხმევად თუ არ შეცვლილა) 9. დააწკაპუნეთ შენახვაზე 10. ორჯერ დააწკაპუნეთ თქვენს ახალ შექმნილ მასპინძელზე 11. გამოჩნდება შეტყობინება -> დააწკაპუნეთ დიახ

თქვენი ჟოლო უნდა დაუკავშიროთ თქვენს კომპიუტერს SSH– ის საშუალებით

ნაბიჯი 7: ლოგის დაყენება

1. ჩართეთ კამერა ინტერფეისის პარამეტრებში: sudo raspi-configgo to: 5 Interfacing Options ჩართეთ კამერა აუდიო გადატვირთვა
2. შექმენით ახალი დირექტორია თქვენს /home /pi directorycd /home /pisudo mkdir Desktop– ში
3. შექმენით ახალი პითონის ფაილი დესკტოპის დირექტორიაში cc Desktopsudo nano ctrl+დარეკეთ ფაილზე qrbooftemp.pyenterctrl+x
4. დააინსტალირეთ pyboof პაკეტი (numpy და py4j ავტომატურად არის დაინსტალირებული) ამას შეიძლება 40 წუთი დასჭირდეს. სუდო pip3 დააინსტალირეთ pyboof == 0.33.1
5. გაუშვით განახლება (თუ ამას არ გააკეთებთ, შესაძლოა მოგვიანებით შეგექმნათ პრობლემები პაკეტების დაყენებისას) sudo apt-get updatesudo apt-get install libpq-dev
6. დააინსტალირეთ postgreSQL და psycopg2, რომ დააკავშიროთ postgreSQL მონაცემთა ბაზას Pythonsudo apt-get install postgresqlsudo pip3 install psycopg2

ნაბიჯი 8: ლოგის დაყენება (ტემპერატურის მოდული)

ტემპერატურის მოდულის დასაყენებლად თქვენ უნდა დააინსტალიროთ მოდული თქვენს Raspberry Pi– ზე, მასზე დამაგრებული DS18B20 სენსორით. მოდული დამონტაჟებულია 40 პინიანი სათაურის საშუალებით.

1. ჩართეთ 1 მავთული ინტერფეისის პარამეტრებში suo raspi-configgo to: 5 Interfacing Options ჩართვა 1-Wiresudo გადატვირთვა
2. დააყენეთ 1-მავთულის პინი პინ 23-ზე და gpu_mem = 256 სუდო ნანო /ჩატვირთვა /კონფიგ. txt დამატება dtoverlay = w1-gpio, gpiopin = 23, pullup = ბოლომდე ფაილის შეცვლა gpu_mem = 128 to gpu_mem = 256
3. გააქტიურეთ 1-Wiresudo modprobe w1-gpiosudo modprobe w1-thermsudo გადატვირთეთ
4. გაარკვიე შენი DS18B20 მისამართი, ის უნდა დაიწყოს 28-… cd/sys/bus/w1/devicesls ჩაწერე მისამართი, ეს მოგვიანებით საჭიროა პითონის სკრიპტში

ნაბიჯი 9: ჩამოტვირთეთ და შეცვალეთ Pyhton Script

1. ჩამოტვირთეთ პითონის სკრიპტი თქვენს კომპიუტერში და გახსენით იგი ტექსტურ რედაქტორში
2. დააკოპირეთ სრული სკრიპტი თქვენს კლიპ დაფაზე (ctrl+a, ctrl+c)
3. გადადით თქვენს ადრე შექმნილ პითონის filecd/home/pi/Desktopsudo nano qrbooftemp.py
4. გააკეთეთ მარჯვენა ღილაკი სკრიპტის ჩასასმელად
5. შეცვალეთ ტემპერატურის სენსორის მისამართი, რომელიც ადრე დაწერეთ
6. შეცვალეთ postgresql კავშირის კონფიგურაცია თქვენს კონკრეტულ ინფორმაციაზე, როგორც ეს მითითებულია სკრიპტში
7. შენახვა და exitctrl+oenterctrl+x

ნაბიჯი 10: WittyPi მოდულის დაყენება

1. ჩამოტვირთეთ ინსტალაციის ფაილი Witty Pi wget– დან
2. გაუშვით ინსტალაციის სკრიპტი sudo sh installWittyPi.sh
3. გადატვირთეთ sudo გადატვირთეთ

ნაბიჯი 11: შეიტანეთ ცვლილებები Java ვირტუალური აპარატის დაყენებაში

ეს ნაბიჯი აუცილებელია იმის უზრუნველსაყოფად, რომ JVM დაიწყება პითონის სკრიპტის შესრულებისას.

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

ნაბიჯი 12: დააყენეთ Cron Job

ამ ნაბიჯში ჩვენ დავაყენეთ cronjob როდესაც ჟოლოს ჩექმები. ამ გზით ყოველ ჯერზე, როდესაც Pi იღვიძებს, ჩვენი პითონის სკრიპტი სრულდება.

1. დააყენეთ cronjob და ჩაწერეთ ჟურნალის ფაილში. ეს პრობლემების მოგვარებას უფრო ეფექტურს ხდის.
2. დაამატეთ სხვა ხაზი crontab- ში. ეს ხაზი დარწმუნებულია, რომ როდესაც WittyPi ვერ ახერხებს Raspberry Pi გადატვირთვას მაინც.@Reboot sleep 1500 && sudo rebootctrl+oenterctrl+x

ნაბიჯი 13: შეაჯამეთ ეს ყველაფერი ერთად

1. დარწმუნდით, რომ თქვენი Pi უარი თქვა, თუ არა, დახურეთ ის გამორთვა ხმოვანი გათიშვით -ახლა
2. დააწყვეთ თქვენი WittyPi თქვენს Raspberry Pi- ზე და ტემპერატურის მოდული მის თავზე.
3. შეახვიეთ 3 მოდული ერთად
4. მიამაგრეთ კამერის მოდული ჟოლოს პი ნულის CSI პორტში
5. მიამაგრეთ თქვენი ზედაპირის ჯოხი თქვენს Raspberry Pi– ს USB OTG კაბელის საშუალებით
6. მიამაგრეთ დენის კაბელი WittyPi– ს (არა Raspberry Pi– ს!)
7. ეს ყველაფერი მოათავსეთ გარსაცმში და დახურეთ სახურავი
8. მიამაგრეთ კვების ელემენტი თქვენს ბატარეაზე
9. გილოცავთ, თქვენ უნდა მუშაობდეთ!

ნაბიჯი 14: საბოლოო ინსტალაცია

ამ სურათებზე ნაჩვენებია დამონტაჟებული ხე-ტყე QR კოდის წყლის დონით დაყენებული.

ხეები დამონტაჟდა ხიდის ქვეშ ოპტიმალური შედეგის მისაღწევად. თავიდან უნდა იქნას აცილებული მზის პირდაპირი სხივები.