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太陽能/風(fēng)能自持物聯(lián)網(wǎng)開源分享

1856865 2023-06-13 | zip | 0.00 MB | 次下載 | 免費

資料介紹

描述

介紹

該項目研究使用太陽能或風(fēng)能為傳感器供電，并將其價值傳輸?shù)皆品?wù)，采用部署后不用管的方法。

它遵循Liquid Electricity項目中提出的想法，使用 Blues Wireless 的 WiFi Notecard 將數(shù)據(jù)傳感器、電池和電源數(shù)據(jù)傳輸?shù)?/font>Adafruit.io云服務(wù)。

材料

以下是收集傳感器數(shù)據(jù)并通過Notehub.io傳輸?shù)皆品?wù)的核心系統(tǒng)材料

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核心系統(tǒng)

核心系統(tǒng)分為兩個主要任務(wù)：電源/傳感器監(jiān)控和數(shù)據(jù)傳輸?shù)皆贫恕?/font>

我們使用 Adafruit FeatherWing Doubler 將 ESP32 V2 微控制器（主機）連接到 Adafruit FeatherWing INA219 以監(jiān)控發(fā)電。它還通過 I2C 連接到 Adafruit LC709203F 以監(jiān)控電池狀態(tài)，最后通過 I2C 連接到 OLED 顯示器以更新狀態(tài)。

數(shù)據(jù)流如此鏡像所顯示。

傳感器和監(jiān)控數(shù)據(jù)由 ESP32 主機獲取并格式化，然后傳輸?shù)接浭驴?WiFi，后者將其發(fā)送到Notehub.io ，并從那里路由到其目的地Adafruit.io。

系統(tǒng)每 10 秒采樣一次數(shù)據(jù)并將其發(fā)送到 Notehub.io。每分鐘都會通過 MQTT 路由將示例數(shù)據(jù)發(fā)送到Adafruit.io 。

有效負(fù)載經(jīng)過 JSON 編碼并通過 JSONATA 進行轉(zhuǎn)換以傳送到云服務(wù)；有關(guān)更多信息，請參閱使用 JSONATA 進行路由和數(shù)據(jù)格式化部分。

Notehub.io 設(shè)置

將數(shù)據(jù)發(fā)送到 Notehub 是一件輕而易舉的事情。

有效負(fù)載包含三組數(shù)據(jù)。燈的亮度，電池和電源組。

明亮的亮度...

電池組包含電池百分比、溫度和電壓，來自 LC709203 電池監(jiān)控器。

電源組由總線電壓、電流、負(fù)載、分流和功率數(shù)據(jù)組成，來自 INA219 器件。

太陽能基地系統(tǒng)具有以下有效載荷。

//Light data.
lightRead(&lightDataRecord);
J *light = JCreateObject();
JAddNumberToObject(light, "lum", lightDataRecord.lum);
JAddNumberToObject(light, "ir", lightDataRecord.ir);
JAddNumberToObject(light, "full", lightDataRecord.full);
JAddNumberToObject(light, "visible", lightDataRecord.visible);
JAddNumberToObject(light, "lux", lightDataRecord.lux);
JAddItemToObject(body, "light", light);
//Battery monitor data
J *battery = JCreateObject();
readBattery(batteryStatus, bufTemp, battery);
JAddItemToObject(body, "battery", battery);
//Water turbine power data
J *power = JCreateObject();
readPower(inPowerStatus, power);
JAddItemToObject(body, "power", power);
JAddItemToObject(req, "body", body);

The風(fēng)電基地系統(tǒng)具有以下有效載荷。

//Air sensor data
readAirFlow(&airDataRecord);
J *air = JCreateObject();
JAddNumberToObject(air, "raw", airDataRecord.raw);
JAddNumberToObject(air, "mtspersec", airDataRecord.mtspersec);
JAddNumberToObject(air, "mph", airDataRecord.mph);
JAddItemToObject(body, "air", air);
//Battery monitor data
J *battery = JCreateObject();
readBattery(batteryStatus, bufTemp, battery);
JAddItemToObject(body, "battery", battery);
//Wind turbine power data
J *power = JCreateObject();
readPower(inPowerStatus, power);
JAddItemToObject(body, "power", power);
JAddItemToObject(req, "body", body);

有效負(fù)載每 10 秒發(fā)送一次到 Notehub.io，并通過 MQTT 路由器每分鐘發(fā)送一次到Adafruit.io 。

Notehub.io 路由和數(shù)據(jù)格式化

一開始，我為負(fù)載中的每個數(shù)據(jù)組件創(chuàng)建了一個路由（如下所示），但這是Adafruit.io服務(wù)的過載。

然后，我了解到Adafruit.io可以處理作為 JSON 對象傳遞的數(shù)據(jù)組。使用這種格式，我能夠?qū)⒙酚蓴?shù)量減少到 3 條，并將有效負(fù)載中傳遞的組數(shù)據(jù)保持在一起。

需要使用 JSONATA 格式化數(shù)據(jù)，下面是每個路由的 JSONATA 代碼：分別是 AdafruitFlow、AdafruitPower 和 AdafruitBattery。

太陽能有效載荷如下：

LIGHT
{ "feeds":{
  "light.lum": body.light.lum,
  "light.ir": body.light.ir,
  "light.full": body.light.full,
  "light.lux": body.light.lux,
  "light.visible": body.light.visible},
  "location": {
    "lat": 0.0,
    "lon": 0.0,
    "ele": 0.0
  }}

POWER  
  { "feeds":{
  "power.busvoltage": body.power.Bus,
  "power.current": body.power.Current,
  "power.load": body.power.Load,
"power.shunt": body.power.Shunt,
"power.power": body.power.Power},
  "location": {
    "lat": 0.0,
    "lon": 0.0,
    "ele": 0.0
  }}

BATTERY
  { "feeds":{
  "battery.batterypercentage": body.battery.Percent,
  "battery.batterytemperature": body.battery.Temp,
  "battery.batteryvoltage": body.battery.Voltage},
  "location": {
    "lat": 0.0,
    "lon": 0.0,
    "ele": 0.0
  }}

The風(fēng)電有效載荷如下：

WIND
{ "feeds":{
  "air.raw": body.air.raw,
  "air.mps": body.air.mtspersec,
  "air.mph": body.air.mph},
  "location": {
    "lat": 0.0,
    "lon": 0.0,
    "ele": 0.0
  }}

POWER  
  { "feeds":{
  "power.busvoltage": body.power.Bus,
  "power.current": body.power.Current,
  "power.load": body.power.Load,
"power.shunt": body.power.Shunt,
"power.power": body.power.Power},
  "location": {
    "lat": 0.0,
    "lon": 0.0,
    "ele": 0.0
  }}

BATTERY
  { "feeds":{
  "battery.batterypercentage": body.battery.Percent,
  "battery.batterytemperature": body.battery.Temp,
  "battery.batteryvoltage": body.battery.Voltage},
  "location": {
    "lat": 0.0,
    "lon": 0.0,
    "ele": 0.0
  }}