Wenn Früchte Daten tragen

RaspberryPi und BananaPi zum Sammeln und Auswerten von Daten.

Zuletzt haben wir beschrieben wie man seinen Datentresor am PC mithilfe von Docker betreiben kann. In diesem Artikel demonstrieren wir nun die Installation des Datentresors und der Raumklima-App auf einem RaspberryPi 3. Die Raumklima-App ermöglicht dabei die Visualisierung von Sensordaten und die Steuerung diverser Aktoren (zB Ein- und Ausschalten eines Ventilators). Zum Erfassen der Sensordaten verwenden wir die Infrastruktur die vom Education-Kit der IoT Austria bereitgestellt wird. Und es gibt ebenfalls ein Video das eine Installation der Raumklima App bei der Quintessenz im Museumsquartier Wien zeigt.

Verwendete Hardware

Folgende Hardwareteile benötigst du, um deine eigene Raumklimasteuerung einzurichten:

  • aktueller RaspberryPi oder BananaPi mit Erweiterung zum Empfang von Sensordaten; die IoT Austria bietet dazu einen vollständig vorkonfigurierten BananaPi an, den wir auch in unserem Demosetup verwenden
    BananaPi

     

  • Sensoren zum Messen des Raumklimas; in unserem Beispiel sind das Sensoren für
    • Temperatur
    • Feuchtigkeit
    • Luftdruck
    • Licht

    Auch hier haben wir in unserem Demosetup wieder Sensoren der IoT Austria verwendet die beim Education Kit mitgeliefert werden.
    sensoren

     

  • Aktoren zur Ansteuerung von Geräten; in unserem Beispiel verwenden wir Verteilersteckdosen die via COAP ein- und ausgeschaltet werden können
    aktoren

     

  • optional kann ein zusätzlicher BananaPi oder RaspberryPi verwendet werden, der getrennt von der Sensorumgebung die OwnYourData Software-Komponenten ausführt; in unserem Beispiel verwenden wir einen BananaPi für die Sensorumgebung und einen RaspberryPi für OwnYourData
    raumklima_hardware

     

Installation

Ausgestattet mit der nötigen Hardware müssen wir als nächstes die unterschiedlichen Softwarekomponenten installieren. Dabei unterscheiden wir 2 Blöcke (unabhängig, ob sie auf 1 oder 2 BananaPi/RaspberryPi installiert sind):

Konfiguration

Zur Konfiguration von smartSarah muss die Datei sarah_hosts.cfg im Verzeichnis /opt/omd/sites/mysite/etc/nagios/conf.d mit den vorhandenen Hosts und Sensoren konfiguriert werden (weitere Infos hier). Nach dem Update muss omd restart durchgeführt werden (weitere Infos auf der Seite von OMD – Open Monitoring Distribution). In Nagios siehst du dann alle eingerichteten Hosts und Sensoren.
nagios

Für die Konfiguration der Raumklima-App müssen nun ebenfalls die Sensoren eingerichtet werden. Erfasse dazu auf der Seite „Datenquelle“ für jeden Sensor die folgenden Attribute:

  • Name: eindeutige Bezeichnung für den Sensor, z.B. Temperatur (Wohnzimmer)
  • URL: Adresse unter der NAGIOS die Sensor Daten im JSON-Format bereitstellt, z.B. http://192.168.1.2/mysite/pnp4nagios/xport/json?host=climateplus_12AB&srv=hum
  • Benutzer: zur Authentifizierung beim Zugriff auf die URL
  • Passwort: zur Authentifizierung beim Zugriff auf die URL
  • Liste: Name der Liste in der die Daten gespeichert werden sollen (der Name muss mit eu.ownyourdata.room beginnen), z.B. eu.ownyourdata.room.temp
  • aktiv: nur Sensoren die diese Option aktiviert haben, werden aufgezeichnet

Hier ein Beispiel mit 4 erfassten Sensoren:
app

Nach der Konfiguration eines Sensors kann mit der Schaltfläche „Importieren“ ein sofortiger Import der vorhandenen Daten gestartet werden. Ansonsten werden die Daten alle 2h aktualisiert.

Einsatz

Nachdem das System aufgebaut und alle Softwareteile installiert und konfiguriert sind, wartet man am besten ein paar Tage, damit einige Daten gesammelt werden. Die übliche Konfiguration erfasst Messwerte alle 10 Minuten und damit kommen pro Tag und Sensor jeweils 144 Messwerte dazu. Mit der Raumklima-App können dann diese Messwert-Reihen miteinander verglichen werden. Wähle dazu unter Auswertungen im Karteireiter „Kurvenvergleich“einen Zeitbereich und die 2 Sensoren die du vergleichen möchtest. Wenn du den Mauszeiger über die Kurve bewegst, werden die genauen Messwerte für die jeweilige Uhrzeit angezeigt.
graph

Eine weitere Anwendungsmöglichkeit für die gesammelten Daten ist das Auslösen von Aktionen beim Überschreiten von Grenzwerten. Dabei wird jede Minute der ausgewählte Sensor auf die konfigurierte Bedingung überprüft und wenn diese Bedingung zutrifft, wird eine vordefinierte Aktion ausgelöst. Im dargestellten Beispiel wird ein Fenster geöffnet und der Ventilator eingeschaltet, wenn die Temperatur über 25°C steigt. Das Fenster wird geschlossen und der Ventilator ausgeschaltet, wenn die Temperatur unter 23°C fällt.
aktoren
In einem der nächsten Artikel werden wir dann beschreiben, wie zusätzliche Daten wie zB eine online verfügbare Außentemperatur, ebenfalls in die Steuerung einbezogen werden können.

Fazit

In diesem Artikel haben wir beschrieben, wie ein mögliches autonomes System zum Sammeln und Nutzen von Sensordaten im eigenen Haus / in der eigenen Wohnung funktionieren kann. Insbesondere der Einsatz von Ein-Platinen-Computern eröffnet interessante Möglichkeiten und betreibt man das hier beschriebene Setting ohne mit dem Internet verbunden zu sein, läuft man auch nicht Gefahr private Daten preiszugeben, oder sonst einem Angriff ausgesetzt zu sein, die solche ständig in Betreib befindlichen IoT Devices zu einem beliebten Ziel von Hackern machen.

Veröffentlicht in Blog