SerVision是一種緊湊高效的基于LoRa的物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)，用于監(jiān)控服務(wù)器機(jī)房的關(guān)鍵環(huán)境參數(shù)。它通過(guò)使用物聯(lián)網(wǎng)(TTN)將實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)傳輸?shù)街醒肫脚_(tái)，確保及早發(fā)現(xiàn)潛在風(fēng)險(xiǎn)，如過(guò)熱、濕度峰值或火災(zāi)。收集到的數(shù)據(jù)將被存儲(chǔ)、可視化，并用于在超過(guò)閾值時(shí)觸發(fā)警報(bào)。我們?cè)赨nilasalle Amiens進(jìn)行了這個(gè)項(xiàng)目。

電子產(chǎn)品

該系統(tǒng)主要由兩塊主控板組成：

?帶有以太網(wǎng)屏蔽和LCD顯示屏的Arduino Leonardo，

?用于LoRa通信的SODAQ Explorer板。

一個(gè)定制的PCB連接兩個(gè)板，以及外部傳感器(火焰，濕度，溫度，亮度)。它包括一個(gè)可切換的UART線路、電源管理和3d打印外殼，用于在服務(wù)器機(jī)房環(huán)境中安全集成。專用開(kāi)口可以方便地訪問(wèn)電纜和連接器。

嵌入代碼

SerVision系統(tǒng)使用兩個(gè)協(xié)同工作的微控制器：Arduino Leonardo和SODAQ Explorer。

Arduino Leonardo處理本地傳感和數(shù)據(jù)準(zhǔn)備。它讀取溫度，濕度(DHT11)，光(光敏電阻)，火焰(數(shù)字傳感器)和模擬溫度。每隔1分鐘，它構(gòu)建一個(gè)結(jié)構(gòu)化的串行幀，如下所示：

它還ping三個(gè)預(yù)定義的IP地址，并在幀中包含它們的可達(dá)性。數(shù)據(jù)顯示在16x2 LCD上，并通過(guò)串行發(fā)送到SODAQ板。

SODAQ Explorer解析接收到的幀，將值轉(zhuǎn)換為緊湊的二進(jìn)制有效載荷，并通過(guò)LoRaWAN傳輸?shù)轿锫?lián)網(wǎng)(TTN)。它還檢查下行消息：如果收到一個(gè)，它提取第一個(gè)字節(jié)并將其轉(zhuǎn)發(fā)給Arduino。

Arduino解釋這個(gè)字節(jié)來(lái)遠(yuǎn)程啟用或禁用IP監(jiān)控邏輯，允許從TTN平臺(tái)進(jìn)行基本的遠(yuǎn)程控制。

LoRa

?MQTT:

我們通過(guò)物聯(lián)網(wǎng)(TTN)間接使用MQTT，它依賴于這個(gè)輕量級(jí)協(xié)議在連接的對(duì)象和第三方服務(wù)之間傳輸消息。TTN負(fù)責(zé)從對(duì)象接收LoRa數(shù)據(jù)，然后在MQTT中發(fā)布它。然后，我們的Node-RED服務(wù)連接到TTN的MQTT代理以實(shí)時(shí)檢索數(shù)據(jù)。

?TTN:

上行:

連接對(duì)象(Sodaq Explorer)通過(guò)LoRaWAN發(fā)送64位編碼的數(shù)據(jù)。使用自定義JavaScript腳本在TTN上對(duì)原始數(shù)據(jù)進(jìn)行解碼。解碼器將二進(jìn)制有效負(fù)載轉(zhuǎn)換為結(jié)構(gòu)化對(duì)象(您可以在下面的代碼部分中看到解碼器)。

下行:

從我們的web界面，用戶可以配置3個(gè)不同的IP地址進(jìn)行ping測(cè)試。這些ip被轉(zhuǎn)換成十六進(jìn)制，然后用Base64編碼，并通過(guò)TTN v3 HTTP API發(fā)送給TTN：

下行鏈路由Sodaq Explorer接收后，通過(guò)串口將信息傳輸給Arduino Leonardo，重新配置網(wǎng)絡(luò)測(cè)試ip。

服務(wù)器(集裝箱岸吊)

我們的基礎(chǔ)架構(gòu)托管在一個(gè)Linux虛擬機(jī)上，在這個(gè)虛擬機(jī)上安裝了Portainer，一個(gè)圖形化的Docker管理界面。我們運(yùn)行三個(gè)對(duì)項(xiàng)目至關(guān)重要的服務(wù)：

NodeRed

流程A: Node-RED是我們應(yīng)用程序邏輯的核心。它通過(guò)MQTT接收來(lái)自TTN的數(shù)據(jù)，對(duì)其進(jìn)行處理，實(shí)時(shí)顯示并執(zhí)行一些操作：將數(shù)據(jù)發(fā)送到InfluxDB和觸發(fā)警報(bào)(發(fā)送電子郵件)。

流程B：使用自定義功能，例如，發(fā)送電子郵件，我們使用SMTP Gmail服務(wù)器(需要認(rèn)證到谷歌帳戶)，如果火焰被檢測(cè)到，或者如果溫度超過(guò)臨界閾值，或者如果我們失去了網(wǎng)關(guān)連接。

InfluxDB

InfluxDB是一個(gè)面向時(shí)間序列的數(shù)據(jù)庫(kù)，非常適合存儲(chǔ)我們的傳感器測(cè)量值。它存儲(chǔ)以下數(shù)據(jù)的歷史記錄：溫度，濕度，亮度，網(wǎng)絡(luò)連接(本地，網(wǎng)關(guān)，公共)，火焰檢測(cè)

數(shù)據(jù)通過(guò)HTTP API或直接從網(wǎng)站請(qǐng)求，用于動(dòng)態(tài)圖形顯示。

Apache

apache服務(wù)器提供了一個(gè)清晰且響應(yīng)迅速的儀表板來(lái)監(jiān)視環(huán)境條件。用php編寫(xiě)的web應(yīng)用程序連接到存儲(chǔ)通過(guò)LoRaWAN接收到的所有傳感器數(shù)據(jù)的InfluxDB數(shù)據(jù)庫(kù)。一個(gè)界面顯示它們的所有值。它還顯示了三個(gè)被監(jiān)控IP地址的網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)，可由用戶在“下行”形式中設(shè)置。整個(gè)系統(tǒng)提供了從任何web瀏覽器對(duì)服務(wù)器機(jī)房環(huán)境的完全可見(jiàn)性和控制。

本文編譯自hackster.io