Projeto Monitora Cerrado

O que é o Sistema de Monitoramento Climático Distribuído - SMCD

Veja aqui o inicio do projeto Monitora Cerrado e a versão Climaduino 1.0

Para acompanhar o projeto, veja a pagina oficial. http://climaduino.monitoracerrado.org:1880/ui/#/0

PALAVRAS-CHAVE

Internet das coisas, IOT, sistemas distribuídos, clima, Arduino, cerrado, computação física, monitoramento, MQTT, Node-RED, docker, microcontrolador;

1. Introdução

Reativação do projeto Monitora Cerrado apresentado na Semana Nacional de Ciência e Tecnologia em 2011.

2. Hardware

Primeira versão do projeto utilizava Arduino e Attiny85;

Testando novas possibilidades utilizando o ESP 8266. Algumas oficinas foram feitas no Calango com o mestre Jerônimo.

Branati também fez oficina de IoT - Internet of Things

2.1 Sensores

A estação básica funciona com um sensor de temperatura e umidade, mas outros sensores podem também ser acrescentados a qualquer momento. Os sensores podem ser fabricados industrialmente ou, conforme o caso, construídos pelos próprios interessados.

Temperatura e umidade: DHT11 (menos preciso), DHT 22(mais usado nas estações atualmente em operação), Si7021, HTU21d, BMe280…
Pressão atmosférica: BMP085 (mais comum)
Sensor de luminosidade (baseado em LDR)
Sensor de velocidade do vento (anemômetro)
Sensor de direção do vento
Sensor básico de chuva (indica se está chovendo ou não)
Pluviometro (indica a quantidade de chuva) (do tipo “tipping bucket” Depois…)
Sensor de profundidade para reservatórios
Outras Sugestões???
* Modulo BMe280, pressão, temperatura e umidade integrados em um único módulo….

Código base para utilização no ESP 8266 01 e afins com NodeMCU:

https://gist.github.com/chaeplin/ee0fef774d2e79e0c236

3. MQTT

Provisoriamente rodando no endereço, utilizando o broker mosquitto.

3.1 Tópicos

Exemplos sendo utilizados:

Sítio Toca da Coruja - Fabio - Lago Oeste: /climaduino/tocadacoruja
Casa - Luiz Fellipe - Park Way: /climaduino/parkway
Casa - Paulo - Altiplano Leste: /climaduino/altiplano
Apartamento - Renato - Aguas Claras: /climaduino/branatihouse
Casa - Felipe - Vila Planalto: /climaduino/vilaplanalto

4. Node-RED

Provisoriamente rodando no endereço

Exemplo de painel com dados recebidos: http://climaduino.monitoracerrado.org:1880/ui/#/0

5. Docker

Estamos utilizando as imagens:

mysql/mysql-server
ansi/mosquitto
nodered/node-red-docker

Os comandos abaixo instalarão as imagens, respectivamente, e iniciarão a execução :

docker run -p 3306:3306 –name climaduino_mysql -v /home/docker_mysql:/var/lib/mysql -e MYSQL_ROOT_PASSWORD=[COLOQUE AQUI SEU PASSWORD DO BANCO MYSQL] -d mysql/mysql-server

docker run -p 1883:1883 –name mosquitto -d ansi/mosquitto

docker run -it -p 1880:1880 –name mynodered nodered/node-red-docker

6. Proposta de padrão para mensagens MQTT do projeto Climaduino

O tópico principal é climaduino, o subtópico é o nome da estação

Exemplo:

/climaduino/nomeestat (substituir nomeestat pelo nome de cada estação. evitar de usar na estação o nome de uma localidade, pois poderão haver outras estações na mesma localidade )

A mensagem (Payload) deverá usar palavras controladas para definir os campos de dados e metadados mais importantes, facilitando sua organização futura em um Banco de dados:

Exemplo de mensagem mqtt padrão para as estações do Monitora Cerrado:

{ “Loc”: “LLLLL”, “EstTp”: “EE”, “UF”: “UU”, “Lat”:00.00, “Long”:00.00, “AltM”: 0000.0, “Sens”: “SSSSSS”, “TempC”:00.00, “Humd”: 00.00, “Rain”: “R”, “precip1h”:000, “precip24h”:000, “Windspms”: 000.00 }

OBS: Apenas campos com dado devem ser enviados.

Abaixo, descrição e comentários sobre os campos…

“Loc”: “LLLLL”, > String com a localidade da estação. (ex: Setor sudoeste)

“EstTp”: “EE”, > String com o tipo da estação: RI = rural indoor/interna , RO = rural outdoor/externa, UI = urbana indoor, UO = Urbana Outdoor

“UF”: “UU”, > String com a Unidade da federação da estação. (ex: DF)

“Lat”:00.00, > Latitude da estação em graus decimais

“Long”:00.00, > Longitude da estação, em graus decimais

“AltM”: 0000.00, > Altitude da estação, em metros

“Sens”: “SSSSSS”, > String com informação dos sensores utilizados (ex: DHT22, BMP280…)

“TempC”:00.00, > Temperatura em graus centigrados

“Humd”: 000.00, > Umidade em %

“Rain”: “R”, > intensidade da chuva, com três estados: S = Strong/Forte,W= Weak/Fraca, N= No rain/Sem chuva (informação de sensores baratos de chuva)