Hệ thống giám sát thời tiết và tốc độ gió thông minh dựa trên IOT: 8 bước

2024 Tác giả: John Day | [email protected]. Sửa đổi lần cuối: 2024-01-30 13:31

Được phát triển bởi - Nikhil Chudasma, Dhanashri Mudliar và Ashita Raj

Giới thiệu

Tầm quan trọng của việc theo dõi thời tiết tồn tại theo nhiều cách. Các thông số thời tiết được yêu cầu phải được theo dõi để duy trì sự phát triển trong nông nghiệp, ngôi nhà xanh và đảm bảo môi trường làm việc an toàn trong các ngành công nghiệp, v.v. Động lực chính đằng sau việc thực hiện dự án này là tiện ích lớn của giám sát thời tiết không dây ở các khu vực khác nhau từ tăng trưởng và phát triển nông nghiệp sang phát triển công nghiệp. Điều kiện thời tiết của cánh đồng có thể được nông dân theo dõi từ một nơi xa và không yêu cầu họ phải có mặt tại đó để biết được hành vi khí hậu tại cánh đồng nông nghiệp / nhà kính bằng cách sử dụng liên lạc không dây.

Quân nhu

Phần cứng yêu cầu:

1. Mô hình Raspberry Pi B +
2. Arduino Mega 2560
3. Cảm biến hội trường A3144
4. Mô-đun cảm biến IR
5. Cảm biến nhiệt độ và độ ẩm DHT11
6. Cảm biến khí MQ-7
7. Cảm biến UV ML8511
8. Vòng bi thu nhỏ
9. Thanh ren, Đai ốc Hex và Vòng đệm
10. Nam châm Neodymium
11. Điện trở 10K
12. Ống PVC và khuỷu tay
13. Bút bi

Phần mềm yêu cầu:

1. Arduino IDE
2. Node Red

Bước 1: Phát triển máy đo gió

• Cắt ống PVC có chiều dài lớn hơn chiều dày chịu lực.
• Lắp ổ bi vào bên trong đoạn ống đã cắt.
• Nối nắp sau của bút vào ngoại vi bên ngoài của đoạn ống đã cắt ở 0-120-240 độ
• Gắn cốc giấy ở phần viết của bút.
• Lắp Thanh ren vào bên trong đường ống bằng cách sử dụng vòng đệm và đai ốc, lắp cảm biến hội trường A3144 như trong hình ảnh.
• Gắn nam châm vào một trong ba cây bút sao cho nam châm phải nằm chính xác trên đầu cảm biến sảnh khi các cây viết được lắp ráp.

Bước 2: Phát triển đơn vị hướng gió

• Cắt một đoạn ống và tạo khe để lắp cánh gió.
• Lắp ổ bi vào bên trong đoạn ống đã cắt.
• Lắp thanh ren bên trong ống và gắn đĩa CD / DVD ở một đầu. Phía trên đĩa chừa khoảng cách nhất định và lắp miếng ống lắp ổ bi.
• Gắn Mô-đun cảm biến IR trên đĩa như trong hình.
• Tạo cánh gió bằng cách sử dụng quy mô và tạo vật cản phải đối diện hoàn toàn với máy phát và bộ thu IR sau khi lắp ráp cánh gió.
• Lắp ráp cánh gạt vào rãnh.

Bước 3: Lắp ráp Đơn vị Tốc độ gió và Hướng gió

Lắp ráp đơn vị tốc độ gió và hướng gió được phát triển ở bước 1 và bước 2 bằng cách sử dụng ống nhựa pvc và khuỷu tay như trong hình.

Bước 4: Sơ đồ mạch và kết nối

Bảng hiển thị các kết nối của tất cả các cảm biến với Arduino Mega 2560

• Kết nối điện trở 10Kohm giữa + 5V và Dữ liệu của Cảm biến Hall A3144.
• Kết nối Vcc, 3.3V và Gnd của tất cả các cảm biến tương ứng.
• Kết nối cáp USB loại A / B với Arduino và Raspberry Pi

Bước 5: Lập trình cho Arduino

Trong IDE Arduino:

• Cài đặt các thư viện của cảm biến DHT11 và MQ-7 được bao gồm ở đây.
• Sao chép và dán mã Arduino được bao gồm tại đây.
• Kết nối bảng Arduino bằng cáp với Raspberry Pi
• Tải lên mã trong bảng Arduino.
• Mở Serial Monitor và tất cả các thông số có thể được hiển thị tại đây.

Mã Arduino

Thư viện DHT

Thư viện MQ7

Bước 6: Node Red Flow

Các hình ảnh cho thấy luồng Node-Red.

Sau đây là các nút được sử dụng để hiển thị dữ liệu trên trang tổng quan

• Nối tiếp IN
• Hàm số
• Tách ra
• Chuyển
• Máy đo
• Đồ thị

Không sử dụng các nút ra MQTT vì chúng được sử dụng để xuất bản dữ liệu trên máy chủ từ xa như Thingsboard. Hướng dẫn hiện tại dành cho dasboard mạng cục bộ.

Bước 7: Trang tổng quan

Hình ảnh hiển thị bảng điều khiển hiển thị tất cả các thông số thời tiết và biểu đồ thời gian thực tương ứng.

Bước 8: Kiểm tra

Kết quả thời gian thực được hiển thị trên trang tổng quan