Arduino Yún, Народный мониторинг: управление отоплением в загородном доме через Интернет.

UPD: Развитие вопроса здесь.

Эта тема больше не поддерживается - новое решение приведено по ссылке выше. Причину смотреть здесь.

Без активного участия пользователя Фисташка Трям этот проект сильно тормозился.
Сначала видео:

Устройство работает по этому адресу, где каждые 10 минут (в минуты, оканчивающиеся на 4, - проверьте) передает данные на Народный Мониторинг. Поскольку сервер разрешает показывать только уличные значения, Вы увидите лишь две цифры: уличная температура и ветер. Показания анемометра пока не отражаются - банально не хватило провода для подключения. В ближайшее время анемометр появится в отображении.
Графический термометр отображается вот здесь.
Устройство мониторит три датчика DS18B20. Никаких датчиков давления, влажности и прочей пурги включать не стал, поскольку не понимаю их практическую ценность в домашнем хозяйстве. Только температура и ветер.
Три датчика - это оптимально, и вот почему. Температуру следует знать на улице, в доме и в системе отопления. Причем контроль в системе отопления - наиболее значим в зимнее время. Ветер... ну те, кто увлекается авиа/вертолето/коптероводством меня поймут. Ой как давно хотел знать о ветре.
Если анемометр не входит в Ваши планы, можно подключить какой-то аналоговый датчик, или вообще забить на эту часть дела.
Это первый вариант.
Расширенный вариант подразумевает управление реле. Это для тех, у кого отопление электрическое. Причем температуру можно устанавливать через Интернет, а также писать задания по изменению температуры в автоматическом режиме, в зависимости от дня недели и времени суток.
Все это богатство отражается не только на сервере, поднимаемом Yun, сайте Народного Мониторинга, но и на экране смартфона, приблизительно в таком виде:

Народный мониторинг позволяет отправлять уведомления хозяину о критических состояниях датчиков как по почте, так и через СМС. (При некоторой сообразительности это можно использовать и для охраны помещения)


====================================
Почему Arduino Yun? ИМХО, в определенном случае это более экономичное решение, а именно - если вы вынуждены прибегать к установке контроллера в таком месте, куда кидать провод неэстетично или невозможно. В таком случае, Yun стоит меньше, чем Uno + Wi-Fi Shield + Raspberry Pi , чему приблизительно и равна Yun.

Почему не эта замечательная тема? У нее один недостаток, не связанный с ней самой. Если у вас есть дача, и вы начинаете задумываться о дистанционном управлении отоплением, то, наверняка еще до этого установили какую-то сигнализацию. Для нее нужна сим-карта, и вся морока, связанная с оплатой и наблюдением за балансом. Тема умножает проблему на два.
С другой стороны, благодаря стараниям разных операторов, площади покрытия Интернетом неуклонно увеличиваются. И если у вас он есть - грех не воспользоваться случаем.

 

Внимание! Для тех, кто только начинает осваивать ардуино, сделана вот эта тема.
Прежде чем сходу пытаться повторить этот проект, прошу повторить все то, что описано в ней. Добейтесь результатов в ней, и эта не будет казаться сложной.
Оставляю за собой право не отвечать на определенные вопросы, ответы на которые есть здесь.

Соединяем все так:

Работать с датчиками будем по трем проводам. Товарищи, гораздо опытнее чем я, расскажут, что надо использовать паразитное питание, чем сэкономить один проводок.
Тихо возражу: при паразитном питании для вычисления температуры необходима туча времени: не менее 750 мск. и все это время датчики нельзя обижать. При нормальном питании это ограничение отсутствует.
Кроме того, датчики неплохо бы соединять вот таким шлейфом:

У меня он уже две зимы проработал на улице без проблем, причем уличная длинна его метров шесть.
А этот шлейф продается не менее чем по 9 жил, что равно 3х3. Ну так и чего экономить? Ради спортивного интереса?

 

Совершаем очередной подвиг:
1. Обновляем образ OpenWrt-Yun.
2. Расширяем объем памяти.
3. Устанавливаем LAMP.
Если указанного здесь и далее Вам маловато для практического руководства, переходим в эту тему. Я специально написал ее для тех, кто чувствует себя не слишком уверенно.
Выполняем все до 6 поста включительно.

 

Устройство будет работать по схеме, подробно описанной в седьмом посте. Здесь привожу ссылку и краткое описание.

Ардуино обрабатывает датчики, и через shell вносит показания в базу данных mysql. Страница index.html, путем ajax запроса, получает данные из базы через страницу mysql.php, а через страницу click.php вносит в базу данные о температуре, которую требуется поддерживать.
Cron каждые 10 минут отправляет данные на сайт народного мониторинга.

 

Создадим базу mysql, для чего воспользуемся следующими командами:

Код (Text):

CREATE DATABASE narodmon;

CREATE TABLE narod (
id INT NOT NULL AUTO_INCREMENT,
intemp FLOAT,
outtemp FLOAT,
systemtemp FLOAT,
wind FLOAT,
gettemp FLOAT,
whentime TIMESTAMP,
PRIMARY KEY(id)
);

GRANT ALL ON narodmon.* TO 'user'@'localhost' IDENTIFIED BY 'pass';

Имя пользователя и пароль устанавливайте самостоятельно.

Пора в ардуино загрузить скетч. Вот он:

Код (C):

#include <Bridge.h>

#include <OneWire.h>
#include <stdint.h>

#define PIN_1WIRE 2
#define PIN_WIND A3

OneWire  ds(PIN_1WIRE);  // on pin 10 (a 4.7K resistor is necessary)
float temperature[3], *pTemperature;
String sendTemperature = "";

Process tempeature_alter;  // Выащил - заработало!
Process wind_alter;

void setup(void) {
    Bridge.begin();
    pTemperature = temperature;
}

void loop(void) {
    sendTemperature = "";
    GetTemperature(pTemperature);
    for (byte i=0; i<3; i++){
        float tt = temperature[i];
        sendTemperature += (String) tt;
        if (i <2) {
            sendTemperature += " ";
        }
    }


    const String sendTT = sendTemperature;
    tempeature_alter.runShellCommand("sh ~/all.sh "+sendTT);
    while( tempeature_alter.available());            // Тормоз для устройчивой работы
    float windGotNow = GetWind();
    const String sendWind=String(windGotNow);
    wind_alter.runShellCommand("sh ~/wind.sh "+sendWind);
    while( wind_alter.available());                    // Тормоз! После него все работает и не виснет!
    delay(30000);                                    // Да, да! Тупая остановка! А есть варианты чем заняться?
}

void GetTemperature (float * temperatureAddress) {

  byte i ;
  int tempCounter = 0;
  byte present = 0;
  byte data[12];
  byte addr[8];
  float celsius;

  while (1) {
      if ( !ds.search(addr)) {
        ds.reset_search();
        delay(250);
        return;
      }
      ds.reset();
      ds.select(addr);
      ds.write(0x44, 1);      
      delay(1000);
      present = ds.reset();
      ds.select(addr);
      ds.write(0xBE);      

      for ( i = 0; i < 9; i++) {        
        data[i] = ds.read();
        Serial.print(data[i], HEX);
        Serial.print(" ");
      }
      int16_t raw = (data[1] << 8) | data[0];
      celsius = (float)raw / 16.0;
      if (tempCounter < 3) {
        *(temperatureAddress + tempCounter) = celsius;
      }
      tempCounter++;
  }
}

float GetWind() {
    int sensorValue = analogRead(PIN_WIND);
    float outvoltage = sensorValue * (5.0 / 1023.0);
    float windNow = 6*outvoltage;//The level of wind speed is proportional to the output voltage.
    return windNow;
}
 

 

В папку /srv/www/ распакуем соответствующий архив.
Также поступаем с папкой /root/ распакуем и туда архивчик.
Заходим в нашу Yun по 80 порту, Настройки => advanced configuration panel (luci) => вкладка System =>
Scheduled Tasks и заносим туда строку:
2,12,22,32,42,52 * * * * sh /root/send.sh
Нажимаем кнопку Submit, вверху - Logout. Перезагружаем Yun.
Теперь по адресу http://192.168.ххх.ххх:81/ должны наблюдать такую картинку:

Каждые 10 минут система начнет отправлять данные на Народный мониторинг.
Но народный мониторинг эти данные ПРИНИМАТЬ НЕ БУДЕТ!
Все потому, что вы должны изменить строку в файле sendnarodmon.php в папке root.
Вот эта строка:
fwrite($fp, "xx-xx-xx-xx-xx-xx\n#xxxxxxxxxx#$tempin\n#xxxxxxxxx#$tempout\n#xxxxxxxx#$tempsystem\n#xxxxxxxxx#$wind\n##");
Видите все эти хх? Вот их то и надо заменить на цифры. А как это сделать точнее - смотрите на странице http://narodmon.ru/ кнопка "справка" -" передача показаний".
Но если коротко - просто замените иксы на разные цифры. Самая первая группа иксов, шесть пар через тире - условный мак-адрес вашей платы. Его запомните - он нужен при регистрации на народном мониторинге и получении прав управления своим устройством на сайте.
UPD: для папки root файл rootroot.zip

 

О текущем состоянии проекта.
Написан вполне рабочий код, который управляет 13 ногой ардуины в соответствии с заданными параметрами. Через веб-морду можно устанавливать необходимую температуру. Все крутится. На видео это отражается.
Но возникла засада. Дача висит на Yota интернете. IP-шник у дачи - серый. Думаю, у подавляющего большинства аналогично.
То есть зайти на сервер, понимаемый внутри дачной сетки, снаружи - не возможно.
Решений два.
1. Поднимать сервер где-то на стороне и работать с ним.
2. Делать VPN-канал между дачей и...?
И то и другое требует времени и ресурса, а мне реально не нужно, потому что котлом управляет его родная автоматика.
Таки образом. Проект я замораживаю. Данные на Народный Мониторинг он отправляет, внутри сетки картинки показывает, 13 ногой ардуины управляет. Дальше его развитие не предполагается.

 

Решение третье
Настроить любой Dynamic DNS на роутере и пробросить порт до устройства


Решение четвертое
Пробросить порт с роутера до устройства, а с устройства посылать запросы на DynamicDNS

1) Регистрируемся на сайте dnsdynamic.org
2) Получаем логин и пароль, и выбираем адрес например moyhost.ole32.com
3) С устройства периодически делаем запрос вида https://username:password@www.dnsdynamic.org/api/?hostname=moyhost.ole32.com

4) Обращаемся к устройству из интернета по адресу moyhost.ole32.com: port
где port– номер порта на роутере, который пробросили

 

Ну да. Сказанное мной правда, но частичная. Кроме этого проект приостановлен еще и по третей причине: не было устойчивых и недорогих конечных модулей управления и сбора информации. Теперь они есть. Так что через некоторое время проект будет продолжен.

 

А Вы точно знаете что такое серый айпишник?

 

Благодаря появлению модуля ESP8266 этот проект чуть ожил.
Сейчас к Yun подключены два устройства: первое и второе.
Оба устройства методом GET через php странички в Yun загоняют информацию в mysql табличку, информация из которой затем скриптом отправляется на narodmon.ru.

Датчики температуры на ESP8266 - блуждающие. Их удобно устанавливать в любом месте для более точного понимания что там происходит.

 

У меня пока в протатипе(не на боевом дежурстве) примерно такой же по функционалу набор(передаем телеметрию, получаем команды, только не на отопление - а на полив). "Сердцем" является esp8266. Она собирает данные с датчиков: температуры, давления, количества осадков. Передает данные через Йоту(кстати, Йота отлично работает в бесплатном режиме 64к и не блокирует мелкий http трафик своей стартовой страницей - т.е. Йота это реально бесплатный канал передачи телеметрии и получения команд... Если, конечно, хотя бы раз в год пользоваться йотой за денюжку), при этом esp8266 предварительно включает роутер с йотой, забирает команды которые необходимо выполнить.
Телеметрию и команды еспэха передает/забирает через сайт thingspeak.

 

Ну... дык код давайте! Чего там стесняться

 

Как отлажу - выложу. Пока не все пришло. Сегодня пришел датчик количества осадков. До этого я его кнопкой эмитировал. Теперь калибровать нужно, чтобы в мм переводить. Жду мелкий роутер, сейчас отлаживаю на роутере со встроенным аккумулятором, а мне аккумулятор не нужен, т.к. хочу роутер включать только на сеанс связи. Чтобы повысить автономность. В прошлом году использовал полив с таймером(автомобильный аккумулятор+насос 12в+таймер). Минус в том, что не возможно угадать будут ли осадки во время отсутствия и какой интенсивности. Приходилось ориентироваться на прогноз погоды и выставлять таймер. В этом году уже буду знать фактическое количество осадков, температуру и буду давать команду на полив исходя из фактических данных.

 

Зачем количество осадков? Не проще ли мерить влажность почвы?

 

Тут несколько моментов:
1. Влажность почвы мне нужно измерять на достаточном удалении от устройства (туда протянут шланг, а провода оттуда тянуть не хочется. Измерять влажность в другом месте не возможно, т.к. отличаются условия: то что мне нужно поливать - это огурцы в бочках(там существенно быстрее осушается почва). Заморачиваться с беспроводным датчиком влажности - оно того не стоит... по крайней мере пока на это время терять не хочется).
2. Количество осадков дает больше информации: можно предположить влажность, можно прикинуть наполнились ли бочки для полива водой. Я знаю по прошлогоднему опыту производительность насоса для полива. Я всегда могу предположить, сколько у меня в запасе воды и сколько нужно потратить. Опустошение бочек я могу вычислить по косвенным признакам - не включится насос(он с поплавком), включение насоса я могу определить по падению напряжения.
Да и датчик уже пришел, я его прикрутил - работает. Датчик такой. Там геркон и магнит. Из всех заморочек с ним - подавить дребезг. Его я вроде победил.

 

1. Не очень понял про огурцы в бочках. Если идет дождь, то он идет везде - какая разница где измерять важность? Почва будет плюс/минус везде одинаковая, если вопрос не касается парника. А разность осушения всегда можно прикинуть.
2. Спасибо за ссылку на датчик, реально. Хорошая идея - переделаю свой. Однако определять количество воды расчетным путем - круто, уважаю

 

Бочки наполнены грунтом и стоят на земле, в бочках растут огурцы. Бочки лучше прогреваются, и соответственно больше влаги испаряется(это некая альтернатива парнику - с одной стороны они не закрыты сверху - а значит есть естественный полив(не нужно каждый день поливать), с другой стороны они лучше прогреваются чем почва, меньше росы, проще собирать огурцы - они свисают с бочек). Поэтому влажность почвы в бочках, сильно отличается от влажности почвы на уровне земли. Датчики влажности в бочки я не могу установить - далеко тянуть провода. Измерять влажность почвы в другом месте участка смысла нет - она сильно отличается(начиная с того, что на уровне грунта выпадает роса, а в бочках нет). Плюс, у еспэхи один ADC, а мне важнее измерять им напряжение на аккумуляторе свей системы(можно конечно мультиплексор или внешний ADC использовать - но это усложнение всей системы и расход свободных лап) .

 

Сажаю в этом году огурцы в бочку! Подкупает тем, что не надо подвязывать - пусть свисают! Сколько у Вас таких бочек? Деревянные, пластиковые, металлические?
Вообще, забабахать управление на одной ESP8266 - это круто. Но в описанной Вами ситуации важность определения влажности очень высока. Я бы приделал к ЕSPшке какую-нибудь Про мини. Стоит она смешно, а измеряет влажность и напряжение куда как эффективнее.
Кстати, где-то читал, что ESP измеряет напряжение на лапе только от 0 до 1 вольта. Сам пока не проверял.

 

Бочки металлические, 4 шт. В каждой по 6 плетей огурцов. Есть еще один плюс - огурцы нужно поливать теплой водой, т.е. из бочки. При схеме поливать из бочки в бочку, не нужны клапаны, т.е. не нужно отсекать поток воды после отключения насоса(уровень воды не выше уровня плива). Вот таким насосом я организую полив.
ADC в ASP от 0-1 в, т.е. в любом случае его нужно использовать через делитель.