Inteligentný systém monitorovania počasia a rýchlosti vetra založený na IOT: 8 krokov

2025 Autor: John Day | [email protected]. Naposledy zmenené: 2025-01-23 15:05

Vyvinuli - Nikhil Chudasma, Dhanashri Mudliar a Ashita Raj

Úvod

Dôležitosť monitorovania počasia existuje mnohými spôsobmi. Parametre počasia je potrebné monitorovať, aby sa udržal rozvoj v poľnohospodárstve, skleníkoch a aby sa zaistilo bezpečné pracovné prostredie v priemyselných odvetviach atď. Primárnou motiváciou pre začatie tohto projektu je veľká využiteľnosť bezdrôtového monitorovania počasia v rôznych oblastiach od od poľnohospodárskeho rastu a rozvoja po priemyselný rozvoj. Poľnohospodári môžu zo vzdialeného miesta sledovať poveternostné podmienky poľa a nebudú od nich vyžadovať fyzickú prítomnosť, aby pomocou bezdrôtovej komunikácie poznali klimatické správanie v poľnohospodárskom poli/skleníku.

Zásoby

Požadovaný hardvér:

1. Model Raspberry Pi B+
2. Arduino Mega 2560
3. A3144 Hallov snímač
4. Modul infračerveného senzora
5. Snímač teploty a vlhkosti DHT11
6. Senzor plynu MQ-7
7. UV snímač ML8511
8. Miniatúrne guľkové ložisko
9. Závitová tyč, šesťhranná matica a podložka
10. Neodymový magnet
11. 10K odpor
12. PVC potrubie a koleno
13. Guľôčkové pero

Požadovaný softvér:

1. Arduino IDE
2. Uzol červený

Krok 1: Vývoj anemometra

• Odrežte rúrku z PVC o dĺžku väčšiu, ako je hrúbka ložiska.
• Namontujte guľkové ložisko dovnútra rezaného kusa rúrky.
• Pripojte zadný kryt pera na vonkajšom obvode odrezaného kusu rúrky na 0-120-240 stupňov
• Na písaciu stranu pera pripevnite papierové poháre.
• Namontujte závitovú tyč dovnútra potrubia pomocou podložky a matice, namontujte Hallov snímač senzora A3144 podľa obrázku.
• Pripevnite magnet na jedno z troch pier tak, aby magnet pri montáži pier prišiel presne na vrch Hallovho senzora.

Krok 2: Vývoj jednotky smeru vetra

• Odrežte kus rúrky a vytvorte otvor, ktorý sa zmestí do veternej lopatky.
• Namontujte guľkové ložisko do rezaného kusa rúrky.
• Namontujte závitovú tyč do potrubia a na jeden koniec namontujte disk CD/DVD. Nad diskom ponechajte určitú vzdialenosť a namontujte potrubný kus osadený guľôčkovým ložiskom.
• Namontujte modul IR senzora na disk podľa obrázku.
• Vyrobte veternú lopatku pomocou stupnice a urobte prekážku, ktorá by mala byť po montáži lopatky presne opačná ako IR vysielač a prijímač.
• Zostavte lopatku do otvoru.

Krok 3: Zostavte jednotku rýchlosti vetra a smeru vetra

Zostavte jednotku rýchlosti a smeru vetra vyvinutú v kroku 1 a kroku 2 pomocou PVC rúrky a kolena, ako je znázornené na obrázku.

Krok 4: Schéma zapojenia a zapojenia

Tabuľka zobrazuje pripojenia všetkých senzorov k Arduino Mega 2560

• Pripojte odpor 10Kohm medzi +5V a údaje Hallova senzora A3144.
• Pripojte Vcc, 3,3 V a Gnd všetkých senzorov.
• Pripojte kábel USB typu A/B k Arduino a Raspberry Pi

Krok 5: Program pre Arduino

V IDE Arduino:

• Nainštalujte knižnice snímača DHT11 a MQ-7, ktoré sú súčasťou balenia.
• Skopírujte a prilepte tu zahrnutý kód Arduino.
• Pripojte dosku Arduino pomocou kábla k Raspberry Pi
• Nahrajte kód na dosku Arduino.
• Otvorte sériový monitor a všetky parametre tu môžete zobraziť.

Arduino kód

Knižnica DHT

Knižnica MQ7

Krok 6: Uzol červený tok

Obrázky zobrazujú tok Node-Red.

Nasledujú uzly používané na zobrazenie údajov na hlavnom paneli

• Sériový vstup
• Funkcia
• Rozdeliť
• Prepnúť
• Meradlo
• Graf

Nepoužívajte uzly MQTT out, pretože sa používajú na publikovanie údajov na vzdialenom serveri, ako je Thingsboard. Aktuálny návod je pre informačný panel miestnej siete.

Krok 7: Hlavný panel

Obrázky zobrazujú informačný panel, ktorý zobrazuje všetky parametre počasia a grafy v reálnom čase.

Krok 8: Testovanie

Výsledky v reálnom čase zobrazené na palubnej doske