AirCitizen - Hava Keyfiyyətinə Nəzarət: 11 Addım (Şəkillərlə birlikdə)

2024 Müəllif: John Day | [email protected]. Son dəyişdirildi: 2024-01-30 07:46

Hər kəsə salam

Bu gün sizə layihəmizi necə çoxaltmağı öyrədəcəyik: AirCitizen by AirCitizenPolytech Team!

--

'OpenAir / havanız nədir?' Layihələr, AirCitizen layihəsi, vətəndaşlara yaxın ətraf mühitinin və xüsusən də nəfəs aldıqları havanın keyfiyyətini aktiv şəkildə qiymətləndirməyi təmin etmək məqsədi daşıyır:

Qurmaq

"Fablabs" da (rəqəmsal istehsal laboratoriyaları) müxtəlif aşağı qiymətli sensorları (məsələn, temperatur, rütubət, təzyiq, NOx qazı, ozon və ya PM10 və PM2.5 hissəcikləri) birləşdirən ətraf mühit ölçmə portativ stansiyalarını həyata keçirin.

Ölçmək

Ətraf mühit dəyişənlərinin məkan-zaman dəyişkənliyini vurğulamaq üçün yerində ölçmələr aparın: bir tərəfdən coğrafiyaşünas-iqlimşünasların dəstəyi ilə gediş-gəliş kampaniyaları zamanı, digər tərəfdən isə müxtəlif ekoloji kontekstləri təqdim edən müxtəlif yerlərdə.

Paylaşın

Bu ölçüləri ətraf mühit məlumat bazasında paylaşaraq biliklərin təkmilləşdirilməsinə töhfə verin və beləliklə hava çirkliliyinin onlayn xəritələndirilməsinə imkan verin.

--

Konsepsiya, ətraf mühit məlumatlarını toplaya və SigFox şəbəkəsi ilə bir tablosuna göndərə biləcək bir muxtar stansiya yaratmaqdır.

Beləliklə, bir tərəfdən sizə aparatın necə dizayn ediləcəyini, digər tərəfdən proqramın necə ediləcəyini göstərəcəyik.

Addım 1: Avadanlıq

Stansiyanın dizaynı üçün istifadə etməyə qərar verdiyimiz komponentlər:

-STM32 NUCLEO -F303K8 -> Daha çox məlumat üçün

-HPMA115S0 -XXX (hissəcik sensoru PM2.5 və PM10) -> Daha çox məlumat üçün

- SHT11 və ya SHT10 və ya STH15 və ya DHT11 (Temperatur və Nisbi Nəmlik) -> Daha çox məlumat üçün

- MICS2714 (NO2 sensoru, Azot dioksid sensoru) -> Daha çox məlumat üçün

- Günəş Paneli x2 (2W) -> Daha çox məlumat üçün

- Batareya LiPo 3, 7 V 1050 mAh -> Daha çox məlumat üçün

- Regulator LiPo Rider Pro (106990008) -> Daha çox məlumat üçün

- BreakOut SigFox BRKWS01 + 1 lisenziyası -> Daha çox məlumat üçün

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

- 1 kondansatör (100nF)

- 1 tranzistor (2N222).

! ! ! HPMA və SHT11 arasındakı müdaxilələrin qarşısını almaq üçün stm32 nucleo lövhəsindəki SB16 və SB18 -i çıxarmalısınız!

Əsasən, komponentləri bu şəkildə bağlamalısınız:

1. Günəş panellərini paralel olaraq qaynaqlayın.
2. Onları LiPo Rider Pro -ya və batareyanı LiPo Rider Pro -ya qoşun.
3. Yuxarıdakı fotoşəkildə olduğu kimi, bütün elementləri STM32 -ə bağlayın. Yalnız bir temperatur və rütubət sensoru bağlayın 2 deyil! Rezistorları, kondansatörü və tranzistoru unutmayın.
4. Nəhayət, STM32 -ni USB kabeli ilə LiPo Rider Pro -ya qoşun.

Növbəti addım bu kabelə alternativdir.

Addım 2: Hardware - PCB

Çap edilmiş elektron lövhənin (PCB) dizaynı üçün Autodesk Eagle -dən istifadə etmək qərarına gəldik.

Bir DHT və ya bir SHT bağlamağı seçə bilərsiniz, lazım olduqda sensoru dəyişdirmək üçün bu 2 sensorlar üçün iki barmaq izi dizayn etməyi seçdik.

Əlavə olaraq, Eagle konsepsiya sənədlərini yükləyə bilərsiniz, beləliklə asanlıqla özünüz edə bilərsiniz.

Cihazı təchiz etmək üçün 5V stm32 pinindən istifadə edirik. Bu konfiqurasiyada yalnız stm32 nüvəsi işləyir.

Beləliklə, aşağı yuxu axını təmin edən MCU -nun dərin yuxu rejimindən istifadə edə bilərik. Gözləmə vəziyyətində bütün yuxu axını XXµA -dan aşağı düşür.

Addım 3: LPWAN Protokolu: Sigfox Rabitəsi

Sigfox, bir Fransız telekommunikasiya şirkəti - SIGFOX tərəfindən yaradılan LPWAN protokoludur

Uzaq cihazlara ultra dar bant (UNB) texnologiyasından istifadə edərək qoşulmağa imkan verir. Bunların çoxu az miqdarda məlumat ötürmək üçün yalnız aşağı bant genişliyinə ehtiyac duyacaq. Şəbəkələr hər mesaj üçün təxminən 12 bayt və eyni zamanda hər cihaz üçün 140 mesajdan çox işləmə qabiliyyətinə malikdir.

Bir çox IOT tətbiqi üçün, ənənəvi cib telefonu sistemləri çox aşağı enerjili işləməyə imkan verməyəcək qədər mürəkkəbdir və bir çox kiçik ucuz düyünlər üçün çox baha başa gələ bilər … geniş sahə əhatə dairəsinin tələb olunduğu tətbiq sahələri.

AirCitizen üçün aşkarlanan məlumatların formatı sadədir və sensorlardan aşkarlanan məlumatları IOT platformamıza - ThingSpeak -ə çevirmək üçün Sigfox -dan istifadə etmək üçün lazım olan məlumatların miqdarı düzgündür.

Aşağıdakı addımlarda Sigfox -un istifadəsini təqdim edəcəyik.

Addım 4: Proqram Konfiqurasiyası

Dövrümüzün həyata keçirilməsindən sonra, STM32 F303K8 mikrokontrolörümüzün inkişafına keçək.

Daha sadə olmaq üçün Arduinoda proqram qurmağı seçə bilərsiniz.

Addım 1: Arduino IDE -ni hələ yükləməmisinizsə, bu linkdən yükləyin və quraşdırın. Doğru əməliyyat sisteminizi seçdiyinizə əmin olun.

Bağlantı: Arduino yükləyin

Addım 2: Arduino IDE qurduqdan sonra STM32 lövhəsi üçün lazım olan paketləri açın və yükləyin. Bunu Fayl -> Tercihlər seçərək etmək olar.

Addım 3: Tercihləri tıklayarak aşağıda göstərilən informasiya qutusu açılacaqdır. Əlavə Panolar Meneceri URL mətn qutusuna aşağıdakı linki yapışdırın:

github.com/stm32duino/BoardManagerFiles/ra…

və OK düyməsini basın.

Addım 4: İndi Tool -> Board -> Board Manager -ə gedin. Bu, İdarəetmə Paneli meneceri informasiya qutusunu açacaq, "STM32 Nüvələri" axtaracaq və görünən paketi (STMicrolectronics paketi) quraşdıracaq.

Addım 5: Paketdən sonra quraşdırma tamamlanır. Alətlərə gedin və "Nucleo-32 seriyası" nı tapmaq üçün aşağı diyirləyin. Sonra variantın "Nucleo F303K8" olduğundan əmin olun və yükləmə metodunu "STLink" olaraq dəyişdirin.

Addım 6: İndi lövhənizi kompüterə qoşun və cihaz menecerindən istifadə edərək lövhənin hansı COM portuna qoşulduğunu yoxlayın. Sonra, Alətlər-> Limanda eyni port nömrəsini seçin.

Artıq STM32 F303K8 -ni Arduino ilə proqramlaşdırmağa hazırsınız!

Addım 5: STM32 -ni proqramlaşdırın

Konfiqurasiya edildikdən sonra mikro nəzarətçinizi məlumatları toplamaq və göndərmək üçün proqramlaşdırmalısınız.

Addım 1: I/O -nun təsirini yoxlayın və kodun "Define" hissəsində vaxt damğasını ölçün.

Addım 2: Yuxarıdakı kodu stm32 -ə yükləyin, serial monitoru açın və cihazı sıfırlayın. Ekranda "AT" əmri görünməlidir, əks halda I/O bəyannaməsini yoxlayın.

Əlavə olaraq fransız qanunvericiliyi standartlarına müraciət edərək məlumatlarınızın həqiqiliyinə dair fikir sahibi ola bilərsiniz.

Gösterge tablosunun konfiqurasiyasına keçək.

Addım 6: ThingSpeak - 1

Məlumatlarınızı stansiyamızdan ThingSpeak platformasına necə yönləndirəcəyinizi konfiqurasiya etməzdən əvvəl ThingSpeak hesabı yaratmalısınız.

Qeydiyyat: ThingSpeak Veb saytı

Addım 1: İndi "Yeni Kanal" düyməsini basın. Bu bir forma açacaq. Ad və təsviri daxil edin (lazım olduqda).

5 sahə yaradın:

• Sahə 1: pm2, 5
• Sahə 2: pm10
• Sahə 3: temperatur
• Sahə 4: rütubət
• Sahə 5: NO2

Bu adlar qrafiklərimizin başlığı olmayacaq.

Bir nümunəyə ehtiyacınız varsa, yuxarıdakı fotoya baxın.

Daha çox sahəni doldurmağa ehtiyac yoxdur, ancaq bir yerə daxil olsanız maraqlı ola bilər.

Aşağı diyirləyin və "Kanalı Saxla".

Addım 2: AirCitizen Station Kanalı.

İndi 5 qrafikdən ibarət bir səhifə görə bilərsiniz. Qələm simvoluna basaraq bir qrafikin xüsusiyyətlərini dəyişə bilərsiniz.

Nəticə yuxarıdakı ikinci şəkildir.

Bu mərhələdə həmin qrafiklər özəldir. Məlumat alındıqdan sonra onları ictimaiyyətə açıqlaya biləcəksiniz.

Addım 3: Qrafiklərinizin konfiqurasiyasından sonra. "API Açarları" sekmesine keçin. API tələb hissəsinə və daha doğrusu "Kanal lentini yeniləyin" sahəsinə baxın. API KEY -ə diqqət yetirin.

Belə bir şeyə sahib olacaqsınız:

Https://api.thingspeak.com/update?api_key=XXXXXXXXXXXXXXXX&field1=0 əldə edin

İndi növbəti hissəyə keçə bilərsiniz.

Addım 7: Sigfox Modulu ilə ThingSpeak Platforması arasında əlaqə

Məlumat üçün qeyd edək ki, hər Sigfox modul kartının karta yazılmış unikal nömrəsi və PAC nömrəsi var.

ThingSpeak haqqında məlumat almaq üçün onları yenidən yönləndirməlisiniz.

Məlumatlar stansiyadan Sigfox arxa tərəfinə gedir və ThingSpeak serverinə yönləndiriləcək.

İzahatlar üçün yuxarıdakı ilk şəklə baxın.

Addım 1: İnternetdə çoxlu dərslər olduğuna görə Sigfox -da necə qeydiyyatdan keçəcəyimizi izah etməyəcəyik.

Sigfox Backend -ə gedin.

"Cihaz Tipi" ni, sonra dəstinizin xəttini vurun və "Düzəliş et" seçin.

İndi "Geri Çağırışlar" bölməsinə girin və "Yeni", "Xüsusi Geri Çağırış" düyməsini basın.

Addım 2:

Konfiqurasiya səhifəsində olmalısınız:

Növ: DATA və UPLINK

Kanal: URL

Dublikat göndər: yox

Xüsusi yükləmə konfiqurasiyası: Məlumat mənbəyini təyin edin və məlumat formasına qərar verin. Belə yazmalısınız:

VarName:: Növ: NumberOfBits

Bu vəziyyətdə pm25, pm10, temperatur, rütubət və NO2 adlı 5 dəyərimiz var.

pm25:: int: 16 pm10:: int: 16 temperatur:: int: 8 rütubət:: uint: 8 NO2:: uint: 8

Url nümunəsi: Bu sintaksisdir. Əvvəllər tapılmış API açarını istifadə edin və "api_key =" işarəsindən sonra daxil edin

api.thingspeak.com/update?api_key=XXXXXXXXXXXXXXXX&field1={customData#pm25}&field2={customData#pm10}&field3={customData#temperature}&field4={customData#humidityNata2

HTTP metodundan istifadə edin: GET

SNI göndərin: ON

Başlıqlar: yox

İndi "Ok" düyməsini basın.

ThingSpeak API -yə geri zənginiz indi konfiqurasiya edilmişdir! (Yuxarıdakı ikinci şəkildəki nümayəndəlik).

Addım 8: ThingSpeak - 2

İndi, baltaların minimum və maksimum dəyərlərini dəyişdirərkən daha seçici ola bilərsiniz.

Gerekirse, qrafikin sağ üst hissəsindəki qələm loqotipini vurun.

Tipik dəyərlər:

PM 2, 5 və PM 10 = ug/m^3

Temperatur = ° C

Rütubət = %

Azot dioksidi = ppm

Yuxarıdakı iki şəkil kimi bir şeyə sahib olmalısınız.

"Sayısal Ekran" və ya "Göstərici" kimi digər vidjetlər də əlavə edə bilərsiniz.

Nəhayət, kanalınızı ictimailəşdirmək üçün "Paylaşım" sekmesine keçin və "Kanal görünüşünü hər kəslə paylaş" seçin.

Addım 9: Bonus - ThingTweet və React

İsteğe bağlı: Bir şərt yerinə yetirildikdə tweet edin!

Addım 1: Bir twitter hesabı yaradın və ya şəxsi twitter hesabınızı istifadə edin.

Qeydiyyat - Twitter

Addım 2: Thingspeak -də "Tətbiqlər" ə gedin və sonra "ThingTweet" düyməsini basın.

"Twitter Hesabını Bağla" düyməsini basaraq twitter hesabınızı bağlayın.

Addım 3: İndi "Proqramlar" a qayıdın və "Reaksiya" düyməsini basın.

"Yeni reaksiya" düyməsini basaraq yeni bir reaksiya yaradın.

Nümunə ilə:

Reaksiya adı: 15 ° C -dən yuxarı temperatur

Vəziyyət növü: Rəqəmsal

Test Tezliyi: Məlumatların daxil edilməsi

Vəziyyət, əgər kanal:

Sahə: 3 (temperatur)

İşarə: daha böyükdür

Qiymət: 15

Fəaliyyət: ThingTweet

Sonra tvit edin: Oh! Temperatur 15 ° C -dən çoxdur

Twitter hesabından istifadə edərək:

Seçimlər: Hər şərt yerinə yetirildikdə hərəkəti işlədin

Sonra "Reaksiyanı Saxla" düyməsini basın.

Şərt yerinə yetirilsə və PM10 səviyyəsindən asılı olaraq bir çox digər şərtlər konfiqurasiya edilə bilərsə, indi tvit yazacaqsınız.

Addım 10: İndi sizin növbənizdir

Nəhayət, indi öz AirCitizen Stansiyanızı yenidən yaratmaq üçün bütün elementlərə sahibsiniz!

Video: İşimizi təqdim etdiyimiz bir videoya baxa bilərsiniz.

ThingSpeak platformamız: AirCitizenPolytech Stansiyası

--

Diqqətinizə görə təşəkkürlər !

AirCitizen Polytech komandası

Addım 11: İstinad və Biblioqrafiya

https://www.sigfox.com/az