Tür- und Temperatursensor mit ESP8266

Hardware

• Wemos D1 miniPro
• BME-280 Temperatur-/Feuchtigkeits-/Luftdrucksensor
• Reed Kontakte für Türen / Fenster

Software

• platformio
  • ESP8266 Code - Temperatursensor
  • ESP8266 Code - Türsensor
• MQTT Broker (auch auf Docker)
• Docker
  • NodeRed
  • InfluxDb
  • Grafana
• Optional Pushbullet zur Benachrichtigung

Allgemeine Beschreibung

MQTT Broker

Bildet die Platform der Kommunikation zwischen Microcontroller und NodeRed Bietet eine Publish Subscribe Mechanismus zum Austausch von Nachrichten in einem beliebig gestaltbaren hierarchischen Sytem von Topics. Hilfreich zur Entwicklung ist ein stand-alone MQTT Client, z.B. MQTTBox

Microcontroller

• verbindet sich mit dem WLAN
• verbindet sich mit dem MQTT Broker
• Aboniert Topics auf dem MQTT Broker um Korrekturwerte für Sensordaten entgegen zu nehmen
• liest den Temperatur-/Feuchtigkeits-/Luftdrucksensor aus
• Published die ausgelesenen Werte auf individuelle MQTT Topics (enthält MAC Addresse des Microcontrollers im Namen)

Platformio

Dient zum Aufspielen der Software auf den Microcontroller

NodeRed

• Verbindet sich auf den MQTT Broker
• subscribed sich auf alle topics auf denen Sensordaten veröffentlicht werden
• liest die Daten aus und schreibt sie in die InfluxDB, versehen mit einem Tag für die Location, welcher Anhand des Topicnamen bestimmt wird

InfluxDB

• Timeseries Datenbank
• Speicherung der von NodeRed aufbereiteten und angelieferten Messwerte

Grafana

• verbindet sich mit der InfluxDB und stellt die Daten dar

Platformio

Setup

platformio ist ein python Paket. Compilieren für ein Projekt wird komplett über platformio.ini im Projektverzeichnis gesteuert. Hier werden auch alle Libraries angegeben, die eingebunden werden.

Usage

Device finden

pio device list

Build directory säubern, Sketch compilieren und hochladen, danach anfangen auf dem seriellen Device zu lauschen

platformio run --target clean && platformio run --target upload && platformio device monitor -b 115200

Code für Microcontroller

Notwendige Anpassungen

• WiFi SSID und Passwort
• IP Addresse für MQTT Broker

InfluxDB (Docker)

Install

sudo docker pull influxdb

Start

sudo docker run -p 8083:8083 -p 8086:8086 -v <path to influxDB data on host>:/var/lib/influxdb influxdb

Usage

Create a DB:

curl -G http://localhost:8086/query --data-urlencode "q=CREATE DATABASE environment"

Access the Database CLI:

sudo docker exec -it <name of docker container> influx

Influx queries:

> select * from environment
> SELECT "value" FROM "autogen"."temp" WHERE ("measurement" = 'dewPoint') AND time >= 1516834800000 and time <= 1516921199999

Setup:

• all measurements go into the DB "environment".
• measurements can be: temp, dewpt, pressure
• information about where the measurements were taken are in tag-key: location
• information about sensor are in tag-key: sensor
• information about unit are in tag-key: unit
• the actually measured value is in field-key: value
• this is pieced together in node red by reading from the MQTT Server

NodeRed

Install

docker pull nodered/node-red-docker

Run

sudo docker run -it -p 1880:1880 -v <path to data directory on host>:/data nodered/node-red-docker

Access

http://localhost:1880

Code

NodeRed Flows

Grafana:

Install

docker pull grafana/grafana

Run

sudo docker run -d -p 3210:3000 --link <name of influx container>:influxdb --name grafana

Access

http://localhost:3210 (u/p: admin/admin)

Setup

Data Source konfigurieren (http://localhost:8086) Dashboard erstellen und Rows konfigurieren

Pushbullet

Install

App installieren

Setup

Auf Pushbullet.com anmelden und API Key erstellen

NodeRed konfigurieren, dass eine Notification geschickt wird

curl --header 'Access-Token: <your_access_token_here>'      --header 'Content-Type: application/json'      --data-binary '{"body":"Die Garagentür steht offen!","title":"Türalarm","type":"note"}'      --request POST      https://api.pushbullet.com/v2/pushes