Irrigações Automatizadas Com Web Service Utilizando Python: 5 bước (có hình ảnh)

2024 Tác giả: John Day | [email protected]. Sửa đổi lần cuối: 2024-01-30 13:36

Neste projeto iremos desenvolver um Sistema de monitoramento para plantações, que irá obter dados de umidade relativa do ar, pressão atmosférica, temperatura do ar, incidência UV, velocidade do vento e condição da planta (seca / molhada). Alguns tráng miệng dados são obtidos localmente, enquanto outros são obtidos por meio de um Dịch vụ web nónctado à uma estação meteorológica (Không có caso, estamos useizando a da Faculdade de Engenharia de Sorocaba). Após adquiridos, os dados serão disponibilizados em uma aplicação web baseada em ThingSpeak.

Bước 1: Tiện ích phần cứng

Foi useizado para a construção deste projeto:

1x Qualcomm Dragonboard 410c

1x Gác lửng cảm biến nhìn thấy rãnh

1x Cảm biến nhìn thấy nước

1x IMU 10OF Grove Sensor v1.0

1x Cảm biến Sunlight Grove v1.0

1x chuột USB

1x Teclado USB

1x Màn hình

1 x Cabo HDMI

1x Adaptador HDMI-VGA

Acesso à dados da estação meteorológica FACENS

Bước 2: Làm phần cứng Montagem

Após conectar một cảm biến sa khoáng Mezzanine à dragonboard, thực hiện một dây chằng de acordo com o esquemático phía trước, sendo:

1: Cảm biến Conexão direta entre o Groove Sunlight v1.0.

2: + 5V nónctado ao Vcc do IMU-10DOF.

3: + 5V e Gnd conectados aos pinos phóng viên làm Cảm biến nước.

4: GND IMU-10DOF.

5: Phóng viên SDA / SCL conectado ao pino do IMU-10.

6: Pino Sig do Cảm biến nước nónctado ao pino 2.

Bước 3: Phần mềm cơ sở Atmega328

Através da Sensors Mezzanine, é Possível acessar um vi điều khiển Atmega328, o mesmo useizado em plataformas Arduíno, e programá-lo diretamente, useizando a IDE Arduíno instalada na DragonBoard. Vale ressaltar que a Mezzanine e a DragonBoard em liên hợp có thể có thể làm được điều đó.

O firmware embarcado é responseável por realizar as leituras dos sensores, gerenciando os protocolos de comunicação e operação dos mesmos, e após a aquisição dos dados, os encaminha qua porta serial para a DragonBoard.

* Pode ser cần phải có một hệ thống sử dụng bibliotecas inclusão das không có chương trình cơ sở. Elas podem ser encontradas em:

imu-10DOF

Cảm biến ánh sáng mặt trời

O firmware useizado pode ser encontrado aqui ou aqui:

Bước 4: Python Programação Em

Các lần nhập para o programma criado, foram preferários os seguintes: 'urllib2', 'json', 'time', 'serial', 'paho.mqtt.publish', 'psutil' e 'decimal'. Foram Defdos duas funções ('comJSON' e 'semJSON') que serão explicadas mais tarde.

import urllib2, json #para pegar os dados da estacaoimport time #para o time.sleep () import serial #para o Arduino import paho.mqtt.publish as Publishing #para publicar import psutil #para configurar o url import decimal #para converter

O primeiro passo é gravar em uma variável o endereço de onde serão obtidos os dados da Estação Meteorológica (không có caso estamos gravando na variável 'url'). Em seguida, inicializamos duas variáveis ('i' e 'j'), Pracizando 'i' para pegar os dados mais atuais do Array que iremos Collectber via JSON (como a posição mais neare da Array será a 49, inicializamos 'i' como 49) e 'j' para contar quantas vezes o código já rodou.

url = "https://www.fieldclimate.com/api/CIDIStationData/GetLast?user_name=facens&user_passw=clima&station_name=002035C0" #Define o URL da estação

i = 49 #Para pegar os dados mais atuais da estação

j = 0 #Passo do programma

Entrando no 'while (1)', inicializamos a variável 'jsonurl' como 'Không có'. Esta variável irá abrir a URL JSON, portanto ao inicializarmos ela no início do 'while', estamos então resetando ela toda vez que repeattirmos o loop. O próximo passo é abrir o URL usando a função 'urllib2.urlopen (url)', podendo também adicionar um cãio 'timeout = X', sendo X uma quantidade em segundos limite para o URL ser aberto. Se o programma conseguir abrir a URL dentro do tempo do timeout, o programma irá realizar a função 'comJSON' mencionada anteriormente. Caso não consiga abrir a URL no tempo estipulado, realiza-se a função 'semJSON'. Ambos as funções são muito parecidas, xu hướng como diferença os dados da estação ('comJSON' irá mostrar e enviar os dados da estação, enquanto 'semJSON' não). Como 'semJSON' é uma função obsvada de 'comJSON'. Iremos explicar somente a 'comJSON'

while (1): jsonurl = None #Inicializa a varivavel como Không có print 'Passo:', j print 'Atualizando dados' try: jsonurl = urllib2.urlopen (url, timeout = 5) #tenta abrir o url em no máximo 5 segundos if jsonurl is not Không: print 'Dados atualizados' comJSON (jsonurl) #Se conseguiu abrir o URL, mostra todos os dados ngoại trừ: if jsonurl is None: print 'Erro ao atualizar dados' semJSON () #Se não abriu o URL, mostra os dados obtidos localmente (do Arduino) pass j + = 1 print '---------------------------------- -------------------------------------------------- -------------------------------------------- / n 'time.sleep (1)

Na primeira linha da função 'comJSON', Collectbemos todos os dados da URL já abertos numa variável 'dados'. Esta irávenueber um objeto com duas Mảng, das quais iremos somente usar uma ('ReturnDataSet'). Realizada esta operação, iremos então inicializar o Serial do Arduíno e ler as linhas (readline ()) que o Arduíno está printmindo e jogando as Strings converttidas dentro de variáveis e, então, mostrando esses dados na tela. Recebidos os dados do Arduíno, Collectberemos os dados da estação, simplesmente acessando os sensores específicos dentro do objeto 'dados' (por examplelo '[' ReturnDataSet '] [' sens_aver_6_5] ') e então mostramos estes novosbém dad.

def comJSON (jsonurl): #envia todos os dados dados = json.loads (jsonurl.read ()) #carrega os dados JSON da página já aberta #Arduino ard = serial. Serial ('/ dev / tty96B0', 115200) # inicializa a variavel que Collectberá os dados do Arduíno #Recebe os dados do Arduíno ardAgua = int (ard.readline (). rstrip ()) ardTemp = float (ard.readline (). rstrip ()) ardPres = int (ard.readline ().rstrip ()) ardUV = float (ard.readline (). rstrip ())

in "\ nArduino"

if ardAgua == 1: print 'Molhado' else: print 'Seco' print 'Temperatura:', ardTemp, '* C' print 'Pressao:', ardPres, 'Pa' print 'Ultra-Violeta:', ardUV, ' lx '

#Estacao

print '\ nJSON' print 'URL:', jsonurl #Recebe os dados da estação data = dados ['ReturnDataSet'] ['f_date'] vel_vento = dados ['ReturnDataSet'] ['sens_aver_6_5'] umidade = dados ['ReturnDataSet'] ['sens_aver_19_507']

in 'Dữ liệu:', dữ liệu

print 'Velocidade do Vento:', vel_vento, 'm / s' print 'Umidade do ar:', umidade, '%'

#Converte

vel_vento = decimal. Decimal (vel_vento.rstrip ()) umidade = decimal. Decimal (umidade.rstrip ())

O próximo passo é enviar todos esses dados coletados. Para isso, Preisamos colocar a ID do channel, Chave de Escrita e o Host em variáveis, além de configurar o useUnsecuredTCP, useUnsecuredWebsockets e useSSLWebsockets (usamos True, False, False). Criamos mais uma variável que irá Guardar o 'caminho' para o channel, e uma outra para Guardar, em String, o que será enviado para o servidor (com todas as variáveis converttidas) e então lều publicar os dados no servidor usando 'xuất bản. single (topic, payload = tPayload, hostname = mqttHost, port = tPort, tls = tTLS, transport = tTransport) '. A função então acaba e retorna para o hiệu trưởng vòng lặp.

#Envia channelID = "344243" #Canal criado para o grupo apiKey = "1PK9ELK0L4AH8CVP" # Código dado pelo ThingSpeak mqttHost = "mqtt.thingspeak.com" # configurações de comunicação sử dụng sai "tcp" tPort = 1883 tTLS = Không có nếu useUnsecuredWebsockets: tTransport = "websockets" tPort = 80 tTLS = Không có nếu useSSLWebsockets: import ssl tTransport = "websockets" tTLS = {'ca_certs': "/ etc / ssl / certificate.crt ", 'tls_version': ssl. PROTOCOL_TLSv1} tPort = 443 topic =" channel / "+ channelID +" / Publishing / "+ apiKey #Cria variavel com o 'caminho' para o channel tPayload =" field1 = "+ str (ardAgua) + "& field2 =" + str (ardTemp) + "& field3 =" + str (ardPres) + "& field4 =" + str (ardUV) + "& field5 =" + str (data) + "& field6 =" + str (vel_vento) + "& field7 =" + str (umidade) #Organiza todas as variaveis em uma String para ser enviado print 'Enviando dados' try: Publishing.single (topic, payload = tPayload, hostname = mqttHost, port = tPort, tls = tTLS, transport = tTransport) #Envia os dados time.sleep (0.5) print 'Dados enviados' ngoại trừ: print 'Erro ao enviar dados'

Bước 5: Dịch vụ web Configurando O

Para enviar os dados obtidos ao Web Service, Operatingizamos a plataforma ThingSpeak. Para tal, entramos no site thingspeak.com e criamos uma conta. Após a criação e login na conta, nos dirigimos ao cabeçalho de menu -> Canais -> Meus Canais e então sáo ngữ no botão "Novo Canal". Ao sáo, escolhemos o nome do Canal, escrevemos uma descrição para ele, e então decidimos quantos dos 8 campos possíveis useizaríamos. Không có caso, dùng thử 7.

Kênh đào Ao criar um, Kênh đào é gerado um ID do Canal, uma Chave de Escrita e uma Chave de Leitura. O ID do Canal se encontra abaixo do nome do channel e a Chave de Escrita na aba "Chaves". Para que o código Python envie as Informações obtidas para o channel é, needário configurá-lo ao ID do Canal:

channelID = "Insira o ID do Canal aqui"

E também com a Chave de Escrita:

apiKey = "Insira a Chave de Escrita"

Além da conexão com o kênh criado, também são needárias outras configurações no código em Python app.py:

useUnsecuredTCP = Đúng

useUnsecuredWebsockets = FalseuseSSLWebsockets = False mqttHost = "mqtt.thingspeak.com" nếu useUnsecuredTCP: tTransport = "tcp" tPort = 1883 tTLS = Không có nếu useUnsecuredWebsockets: tTransport = "webslsockets useTransport" sSLSport = 80 cổng nếu sử dụng websockets "tTLS = {'ca_certs':" / etc / ssl / certs / ca-Certificates.crt ", 'tls_version': ssl. PROTOCOL_TLSv1} tPort = 443 topic =" channel / "+ channelID +" / Publishing / "+ Mã API

Para que a aplicação web realmente recba, por exelo, o valor Temperatura no campo 2 (campo que escolhemos para ser a Temperatura), é needario indicar o "field2 =" + variável_temperatura, como nodigo a seguir:

tPayload = "field1 =" + str (ardAgua) + "& field2 =" + str (ardTemp) + "& field3 =" + str (ardPres) + "& field4 =" + str (ardUV) + "& field5 =" + str (data) + "& field6 =" + str (vel_vento) + "& field7 =" + str (umidade)

Tendo vinculado todos os dados do Canal à Programação em Python, thằng thực thi tên khốn ở código que todos os dados escolhidos são enviados ao Dịch vụ web. No ThingSpeak, bạn có thể thực hiện được việc làm todo o monitoramento através de gráficos.