Inteligentny system monitorowania pogody i prędkości wiatru oparty na IOT: 8 kroków

2025 Autor: John Day | [email protected]. Ostatnio zmodyfikowany: 2025-01-23 15:02

Opracowany przez - Nikhila Chudasmę, Dhanashri Mudliara i Ashitę Raj

Wstęp

Znaczenie monitorowania pogody istnieje na wiele sposobów. Monitorowanie parametrów pogodowych jest konieczne dla podtrzymania rozwoju w rolnictwie, szklarni oraz dla zapewnienia bezpiecznego środowiska pracy w przemyśle itp. Główną motywacją podjęcia tego projektu jest duża użyteczność bezprzewodowego monitoringu pogody w różnych obszarach od wzrostu i rozwoju rolnictwa po rozwój przemysłu. Warunki pogodowe na polu mogą być monitorowane z odległego miejsca przez rolników i nie będą wymagać od nich fizycznej obecności, aby poznać zachowanie klimatyczne na polu rolniczym/szklarni za pomocą komunikacji bezprzewodowej.

Kieszonkowe dzieci

Wymagany sprzęt:

1. Model Raspberry Pi B+
2. Arduino Mega 2560
3. Czujnik Halla A3144
4. Moduł czujnika podczerwieni
5. Czujnik temperatury i wilgotności DHT11
6. Czujnik gazu MQ-7
7. Czujnik UV ML8511
8. Miniaturowe łożysko kulkowe
9. Pręt gwintowany, nakrętka sześciokątna i podkładka
10. Magnes neodymowy
11. Rezystor 10K
12. Rury i kolanka PCV
13. Długopis kulkowy

Wymagane oprogramowanie:

1. IDE Arduino
2. Węzeł czerwony

Krok 1: Opracowanie anemometru

• Rurę PVC dociąć na długość większą niż grubość łożyska.
• Zamontuj łożysko kulkowe wewnątrz ciętej rury.
• Dołącz tylną nasadkę długopisu na zewnętrznym obwodzie odciętego kawałka rury pod kątem 0-120-240 stopni
• Przymocuj papierowe kubki po stronie pisania długopisu.
• Zamontuj pręt gwintowany wewnątrz rury za pomocą podkładki i nakrętki, zamontuj czujnik Halla A3144, jak pokazano na rysunku.
• Przymocuj magnes do jednego z trzech pisaków tak, aby po złożeniu pisaków magnes znajdował się dokładnie na czujniku Halla.

Krok 2: Opracowanie jednostki kierunku wiatru

• Wytnij kawałek rury i zrób szczelinę na wiatrowskaz.
• Zamontuj łożysko kulkowe wewnątrz wyciętego kawałka rury.
• Zamontuj pręt gwintowany wewnątrz rury i zamontuj płytę CD/DVD na jednym końcu. Nad tarczą pozostawić pewną odległość i zamontować element rurowy z łożyskiem kulkowym.
• Zamontuj moduł czujnika podczerwieni na dysku, jak pokazano na rysunku.
• Wykonać wiatrowskaz za pomocą skali i wykonać przeszkodę, która po zamontowaniu wiatrowskazu powinna znajdować się dokładnie naprzeciwko nadajnika i odbiornika IR.
• Zamontuj łopatkę w gnieździe.

Krok 3: Montaż jednostki prędkości i kierunku wiatru

Zmontuj jednostkę prędkości i kierunku wiatru opracowaną w kroku 1 i kroku 2 za pomocą rury pcv i kolanka, jak pokazano na rysunku.

Krok 4: Schemat obwodu i połączenia

W tabeli przedstawiono połączenia wszystkich czujników do Arduino Mega 2560

• Podłącz rezystor 10Kohm między +5V a danymi czujnika Halla A3144.
• Podłącz odpowiednio Vcc, 3,3 V i Gnd wszystkich czujników.
• Podłącz kabel USB typu A/B do Arduino i Raspberry Pi

Krok 5: Program dla Arduino

W środowisku Arduino IDE:

• Zainstaluj biblioteki czujnika DHT11 i MQ-7, które znajdują się tutaj.
• Skopiuj i wklej zawarty tutaj kod Arduino.
• Podłącz płytkę Arduino za pomocą kabla do Raspberry Pi
• Wgraj kod w płytkę Arduino.
• Otwórz monitor szeregowy i wszystkie parametry można tutaj zwizualizować.

Kod Arduino

Biblioteka DHT

Biblioteka MQ7

Krok 6: Przepływ czerwonego węzła

Obrazy przedstawiają przepływ Node-Red.

Poniżej znajdują się węzły używane do wyświetlania danych na pulpicie nawigacyjnym

• Serial-IN
• Funkcjonować
• Podział
• Przełącznik
• Miernik
• Wykres

Nie używaj węzłów wyjściowych MQTT, ponieważ są one używane do publikowania danych na zdalnym serwerze, takim jak Thingsboard. Obecna instrukcja dotyczy tablicy rozdzielczej sieci lokalnej.

Krok 7: Pulpit

Obrazy przedstawiają pulpit nawigacyjny, który pokazuje odpowiednio wszystkie parametry pogodowe i wykresy w czasie rzeczywistym.

Krok 8: Testowanie

Wyniki w czasie rzeczywistym wyświetlane na desce rozdzielczej