AirCitizen - Monitorimi i Cilësisë së Ajrit: 11 hapa (me fotografi)

2024 Autor: John Day | [email protected]. E modifikuara e fundit: 2024-01-30 12:20

Pershendetje te gjitheve

Sot, ne do t'ju mësojmë se si të riprodhoni projektin tonë: AirCitizen bythe AirCitizenPolytech Team!

--

Vjen nga 'OpenAir / Cili është ajri juaj?' Projektet, projekti AirCitizen synon t'u mundësojë qytetarëve të vlerësojnë në mënyrë aktive cilësinë e mjedisit të tyre të afërt dhe në veçanti ajrin që thithin, duke u ofruar atyre nga:

Ndërto

Realizoni në "Fablabs" (laboratorë të prodhimit dixhital) stacione portative të matjeve mjedisore duke integruar sensorë të ndryshëm me kosto të ulët (p.sh. temperatura, lagështia, presioni, gazi NOx, ozoni ose grimcat PM10 dhe PM2.5).

Masa

Kryeni matje në vend për të nxjerrë në pah ndryshueshmërinë hapësinore-kohore të ndryshoreve mjedisore: nga njëra anë, gjatë fushatave shëtitëse me mbështetjen e gjeografëve-klimatologëve dhe, nga ana tjetër, në vende të ndryshme të cilat paraqesin një larmi kontekstesh mjedisore.

Shpërndaje

Kontribuoni në përmirësimin e njohurive duke ndarë këto matje në një bazë të dhënash mjedisore dhe kështu mundësoni hartëzimin online të ndotjes së ajrit.

--

Koncepti është krijimi i një stacioni autonom i cili mund të mbledhë të dhëna mjedisore dhe t'i dërgojë ato me rrjetin SigFox në një pult.

Pra, nga njëra anë, ne do t'ju tregojmë se si të hartoni harduerin dhe nga ana tjetër si të bëni pjesën e softuerit.

Hapi 1: Pajisje kompjuterike

Këtu janë përbërësit që vendosëm të përdorim për të hartuar stacionin:

-STM32 NUCLEO -F303K8 -> Për më shumë informacion

-HPMA115S0 -XXX (Sensori i grimcave PM2.5 & PM10) -> Për më shumë informacion

- SHT11 ose SHT10 ose STH15 ose DHT11 (Temperatura & Lagështia Relative) -> Për më shumë informacion

- MICS2714 (sensori NO2, sensori i dioksidit të azotit) -> Për më shumë informacion

- Paneli Diellor x2 (2W) -> Për më shumë informacion

- Bateria LiPo 3, 7 V 1050 mAh -> Për më shumë informacion

- Regulator LiPo Rider Pro (106990008) -> Për më shumë informacion

- Licenca BreakOut SigFox BRKWS01 + 1 -> Për më shumë informacion

- 7 rezistorë (86, 6; 820; 1K; 1K; 4, 7K; 10K; 20K)

- 1 kondensator (100nF)

- 1 tranzistor (2N222).

! ! ! Ju duhet të hiqni SB16 dhe SB18 në tabelën nukleo stm32 për të parandaluar ndërhyrjet midis HPMA dhe SHT11! !

Në thelb, kjo është mënyra se si duhet të lidhni përbërësit:

1. Saldoni, paralelisht, panelet diellore.
2. Lidheni ato me LiPo Rider Pro dhe lidhni gjithashtu baterinë me LiPo Rider Pro.
3. Ashtu si fotografia e mësipërme, lidhni të gjithë elementët me STM32. Lidhni vetëm një sensor të temperaturës dhe lagështisë jo 2! Mos harroni rezistorët, kondensatorin dhe transistorin.
4. Së fundi, lidhni STM32 me LiPo Rider Pro me një kabllo usb.

Hapi tjetër është një alternativë për këtë tela.

Hapi 2: Hardware - PCB

Ne vendosëm të përdorim Autodesk Eagle për të hartuar tabelën e qarkut të shtypur (PCB).

Ju mund të zgjidhni të lidhni një DHT ose një SHT, ne zgjodhëm të hartojmë dy shenja gishtash për këta 2 sensorë në mënyrë që të ndryshojmë sensorin nëse është e nevojshme.

Në bashkëngjitje, ju mund të shkarkoni skedarët e konceptimit Eagle në mënyrë që ta bëni me lehtësi vetë.

Ne përdorim pin 5V të stm32 për të furnizuar pajisjen. Në këtë konfigurim, fuqizohet vetëm bërthama stm32.

Kështu ne mund të përdorim mënyrën e gjumit të thellë të MCU duke siguruar një rrymë të ulët gjumi. Në gjendjen e gatishmërisë, e gjithë rryma e gjumit bie nën XXµA.

Hapi 3: Protokolli LPWAN: Komunikimi Sigfox

Sigfox është një protokoll LPWAN i krijuar nga një firmë telekomune franceze - SIGFOX

Ai mundëson që pajisjet në distancë të lidhen duke përdorur teknologjinë me brez ultra të ngushtë (UNB). Shumica e këtyre do të kërkojnë vetëm një brez të ulët bande për të transferuar sasi të vogla të të dhënave. Rrjetet janë në gjendje të trajtojnë vetëm afërsisht 12 bajtë për mesazh dhe në të njëjtën kohë jo më shumë se 140 mesazhe për pajisje në ditë.

Për shumë nga aplikimet IOT, sistemet tradicionale të telefonisë celulare janë shumë komplekse për të lejuar funksionim me fuqi shumë të ulët dhe shumë të kushtueshme për të qenë të realizueshme për shumë nyje të vogla me kosto të ulët … Rrjeti dhe teknologjia SIGFOX synojnë makinën me kosto të ulët për tu përpunuar zonat e aplikimit ku kërkohet mbulim i zonës së gjerë.

Për AirCitizen, formati i të dhënave të zbuluara është i thjeshtë dhe sasia e të dhënave e saktë për të përdorur Sigfox për përkthimin e të dhënave të zbuluara nga sensorët në platformën tonë IOT - ThingSpeak.

Ne do të prezantojmë përdorimin e Sigfox në hapat e mëposhtëm.

Hapi 4: Konfigurimi i softuerit

Pas realizimit të qarkut tonë, le të kalojmë në zhvillimin e mikrokontrolluesit tonë STM32 F303K8.

Për më shumë thjeshtësi, mund të zgjidhni të programoni në Arduino.

Hapi 1: Nëse nuk e keni instaluar ende Arduino IDE, shkarkoni dhe instaloni nga kjo lidhje. Sigurohuni që të zgjidhni sistemin tuaj operativ të saktë.

Lidhja: Shkarkoni Arduino

Hapi 2: Pas instalimit të Arduino IDE hapni dhe shkarkoni paketat e kërkuara për tabelën STM32. Kjo mund të bëhet duke zgjedhur File -> Preferencat.

Hapi 3: Klikimi në Preferencat do të hapë kutinë e dialogut të treguar më poshtë. Në kutinë e tekstit shtesë të URL -së së Menaxherit të Bordeve ngjitni lidhjen më poshtë:

github.com/stm32duino/BoardManagerFiles/ra…

dhe shtypni OK.

Hapi 4: Tani shkoni te Tool -> Bordet -> Menaxheri i Bordit. Kjo do të hapë kutinë e dialogut Menaxheri i bordeve, do të kërkojë “STM32 Cores” dhe do të instalojë paketën që shfaqet (paketa STMicrolectronics).

Hapi 5: Pas përfundimit të paketës, instalimi përfundon. Shkoni te Vegla dhe lëvizni poshtë për të gjetur "serinë Nucleo-32". Pastaj sigurohuni që varianti është "Nucleo F303K8" dhe ndryshoni metodën e ngarkimit në "STLink".

Hapi 6: Tani, lidhni bordin tuaj me kompjuterin dhe kontrolloni se në cilën port COM është lidhur bordi duke përdorur menaxherin e pajisjes. Pastaj, zgjidhni të njëjtin numër porti në Tools-> Port.

Tani jeni gati të programoni STM32 F303K8 tuaj me Arduino!

Hapi 5: Programoni STM32 -in tuaj

Pasi të keni bërë konfigurimin, duhet të programoni mikrokontrolluesin tuaj për të mbledhur dhe dërguar të dhëna.

Hapi 1: Kontrolloni ndikimin e I/O dhe mat afatin kohor në pjesën "Përcakto" të kodit.

Hapi 2: Ngarko kodin e mësipërm në stm32, hap monitorin serik dhe rivendos pajisjen. Komanda "AT" duhet të shfaqet në ekran, nëse jo, kontrolloni deklaratën I/O.

Ju mund të keni një ide për vërtetësinë e të dhënave tuaja duke konsultuar standardet e legjislacionit francez në bashkëngjitje.

Le të kalojmë në konfigurimin e pultit.

Hapi 6: Thoni Flisni - 1

Para se të konfiguroni se si të ridrejtoni të dhënat nga stacioni ynë në platformën ThingSpeak ju duhet të krijoni një llogari ThingSpeak.

Regjistrohuni: Faqja e internetit ThingSpeak

Hapi 1: Tani klikoni në "Kanali i ri". Kjo do të hapë një formë. Vendosni një emër dhe një përshkrim (nëse është e nevojshme).

Krijoni 5 fusha:

• Fusha 1: pm2, 5
• Fusha 2: ora 10 pasdite
• Fusha 3: temperatura
• Fusha 4: lagështia
• Fusha 5: NO2

Këta tituj nuk do të jenë titujt e tabelave tona.

Nëse keni nevojë për një shembull, shihni foton më lart.

Nuk keni nevojë të plotësoni më shumë fusha, por mund të jetë interesante nëse futni një vendndodhje.

Shkoni poshtë dhe "Ruaj kanalin".

Hapi 2: Kanali i Stacionit AirCitizen.

Tani, mund të shihni një faqe me 5 tabela. Duke klikuar në simbolin e lapsit mund të ndryshoni vetitë e një grafiku.

Rezultati është fotografia e dytë më sipër.

Në këtë hap, ato grafikë janë privatë. Ju do të jeni në gjendje t'i bëni ato publike pasi të merrni të dhënat.

Hapi 3: Pas konfigurimit të grafikëve tuaj. Shkoni te skedari "Çelësat API". Shikoni pjesën e kërkesës API dhe më saktësisht fushën e parë, "Update a Channel feed". Vini re çelësin API.

Ju do të keni diçka si kjo:

MERRNI

Tani mund të kaloni në kapitullin tjetër.

Hapi 7: Komunikimi midis Modulit Sigfox dhe Platformës ThingSpeak

Për informacionin tuaj, vini re se çdo kartë module Sigfox ka një numër unik të shkruar në kartë dhe një numër PAC.

Për të marrë të dhënat në ThingSpeak, duhet t'i ridrejtoni ato.

Të dhënat shkojnë nga stacioni në sfondin Sigfox dhe do të ridrejtohen në serverin ThingSpeak.

Shikoni foton e parë më sipër për shpjegime.

Hapi 1: Ne nuk do të shpjegojmë se si të regjistroheni në Sigfox për shkak të shumë mësimeve në internet.

Shkoni në Sigfox Backend.

Klikoni në "Lloji i pajisjes", pastaj klikoni në vijën e kompletit tuaj dhe zgjidhni "Ndrysho".

Tani, shkoni në seksionin "Thirrjet" dhe klikoni në "E Re", "Thirrja e Përshtatur".

Hapi 2:

Ju duhet të jeni në faqen e konfigurimit:

Lloji: DATA dhe UPLINK

Kanali: URL

Dërgo dublikatë: asnjë

Konfigurimi i ngarkesës së personalizuar: Vendosni burimin e të dhënave dhe vendosni formën e të dhënave. Ju duhet të shkruani si:

VarName:: Lloji: NumberOfBits

Në këtë rast, ne kemi 5 vlera të quajtura pm25, pm10, temperatura, lagështia dhe NO2.

pm25:: int: 16 pm10:: int: 16 temperatura:: int: 8 lagështia:: uint: 8 NO2:: uint: 8

Modeli url: Kjo është sintaksa. Përdorni çelësin API të gjetur më parë dhe futeni atë pas "api_key ="

api.thingspeak.com/update?api_key=XXXXXXXXXXXXXXX&field1={customData#pm25}&field2={customData#pm10}&field3={customData#temperature}&field4={customData#hum}#

Përdorni metodën HTTP: GET

Dërgo SNI: ON

Titujt: Asnjë

Klikoni tani në "Ok".

Reagimi juaj në API ThingSpeak tani është konfiguruar! (Përfaqësimi në foton e dytë më lart).

Hapi 8: ThingSpeak - 2

Tani, mund të jeni më zgjedhës në modifikimin e vlerave minimale dhe maksimale të akseve.

Nëse është e nevojshme, klikoni në logon e lapsit në këndin e sipërm të djathtë të një grafiku.

Vlerat tipike:

PM 2, 5 & PM 10 = ug/m^3

Temperatura = ° C

Lagështia = %

Dioksidi i azotit = ppm

Duhet të kesh diçka si dy fotografitë e mësipërme.

Ju gjithashtu mund të shtoni disa pajisje të tjera si "Shfaqja Numerike" ose "Matësi".

Së fundi, për ta bërë kanalin tuaj publik, shkoni në skedën "Ndarja" dhe zgjidhni "Ndani pamjen e kanalit me të gjithë".

Hapi 9: Bonus - ThingTweet dhe React

Opsionale: Tweet nëse plotësohet një kusht!

Hapi 1: Krijoni një llogari në Twitter ose përdorni llogarinë tuaj personale në Twitter.

Regjistrohu - Twitter

Hapi 2: Në Thingspeak, shkoni te "Aplikimet", pastaj klikoni në "ThingTweet".

Lidhni llogarinë tuaj në Twitter duke klikuar në "Link Twitter Account".

Hapi 3: Tani, kthehuni te "Aplikimet" pastaj klikoni në "React".

Krijoni një React të ri duke klikuar në "New React".

Me shembull:

Emri i reagimit: Temperatura mbi 15 ° C

Lloji i gjendjes: Numerike

Frekuenca e Testit: O futja e të dhënave

Gjendja, nëse kanali:

Fusha: 3 (temperatura)

Shenjë: është më e madhe se

Vlera: 15

Veprimi: ThingTweet

Pastaj cicëroni: Oh! Temperatura është më e madhe se 15 ° C

duke përdorur llogarinë në Twitter:

Opsionet: Drejtoni veprimin sa herë që plotësohet kushti

Pastaj klikoni në "Ruaj React".

Tani vullneti juaj do të cicërojë nëse kushti është plotësuar dhe shumë kushte të tjera mund të konfigurohen si në varësi të nivelit të PM10.

Hapi 10: Turnshtë radha juaj tani

Së fundi, tani keni të gjithë elementët për të riprodhuar stacionin tuaj AirCitizen!

Video: Mund të shikoni një video ku ne prezantojmë punën tonë.

Platforma jonë ThingSpeak: Stacioni AirCitizenPolytech

--

Faleminderit per vemendjen !

Ekipi i AirCitizen Polytech

Hapi 11: Referenca dhe Bibliografi

https://www.sigfox.com/en

https://backend.sigfox.com/auth/login