. : New eShop! - Mobilní verze - Pandatron.cz - Pandatron.sk - Diskuzní fórum - Zakázkový vývoj : .
 
IP-TEMP: Projekt IP teploměru
26. září 2011 - 8:00 | Pandatron | IP-TEMP: Projekt IP teploměru | Komentářů: 24  

IP-TEMP: Projekt IP teploměru

Otevřený projekt IP teploměru umožňuje měření, monitoring a záznam teploty/vlhkosti a dalších fyzikálních vlastností s přenosem dat po síti LAN nebo WiFi, uchování libovolně dlouhé historie a exportu.

IP-TEMP je nový projekt serveru Pandatron.cz/.sk, který přináší nejen cenově přijatelné řešení síťového měření, ale zároveň kombinuje výhody aktuální součástkové základny a moderních online technologií. Jedná se o otevřený projekt, dostupný včetně veškerých zdrojových kódů, s možností jejich modifikace a výroby vlastních produktů.


Obr. 1: Integrované webové rozhraní projektu IP teploměru

Základní vlastnosti:

  • IP teploměr s webovým rozhraním
  • Připojení přes LAN 10/100 nebo WiFi (IEEE 802.11 b/g)
  • Měření teploty, vlhkosti a podpora libovolných čidel s analogovým, 1-Wire, I2C, atd., rozhraním
  • Jedno integrované teplotní čidlo a jedno nebo dvě externí čidla s podporou AUTODETEKCE
  • Podpora měření, monitoringu a přenosu dat na server
  • Podpora generování grafických výstupů a exportu
  • Možnost uploadu hodnot na libovolné webové stránky v reálném čase
  • Napájení ze síťového adaptéru nebo přes PoE
  • Kompletně otevřený projekt, určený pro výrobu vlastních produktů
  • Dostupné technologie: HTTP, ARP, ICMP, IP, UDP, TCP, DHCP, DNS, GET , NTP, SMTP, POP3, MIME, HTTP, FTP, Telnet a další

Projekt IP-TEMP se skládá ze tří základních částí: modulu s elektronikou a připojením přes LAN nebo WiFi, firmware s grafickým a zjednodušeným webovým rozhraním pro mobilní telefony, databázovou serverovou aplikací s podporou exportu dat.

1) Modul s elektronikou
Hlavní částí je samozřejmě modul s elektronikou, který z jedné strany umožňuje připojení externích čidel a ze strany druhé se připojuje k sítí Ethernet/Internet. Jeho základem je výkonný 8-bitový mikrokontrolér z nové řady PIC16F firmy Microchip, naprogramovaný zákaznickou verzí firmware. Doplňuje ho integrovaný modul z produkce firmy ConnectOne, a to buď v provedení LAN 10/100 nebo WiFi IEEE 802.11 b/g (2,4 GHz). Na straně druhé je pak přímo na desce modulu integrované jedno digitální teplotní čidlo a dva konektory pro připojení jednoho nebo dvou externích čidel.

Schéma zapojení:
Na následujícím obrázku je kompletní schéma zapojení první verze modulu projektu IP-TEMP:


Obr. 2: Schéma zapojení modulu projektu IP-TEMP

Hlavní částí modulu je již zmíněný mikrokontrolér IO1 firmy Microchip typu PIC16F1827-I/SS. Obvod je napájen stabilizovaným napětím 3,3 V a řízen krystalem s frekvencí 7,3728 MHz (X1). Frekvence krystalu se uvnitř čipu mikrokontroléru dále násobí na pracovní frekvenci obvodu více než 29 MHz, což zajišťuje dostatečný výkon i pro výpočetně náročnější konverze naměřených dat. Stabilizaci napájecího napětí zajišťuje LDO regulátor IO2 typu LF33ABDF a to ze vstupního napětí v rozmezí od 5 do 12 V. Napájecí konektor J1 rovněž umožňuje připojení tzv. pasivního PoE injektoru (dostupného v ceně kolem 150 Kč) a tím napájení celého zařízení po stejném UTP kabelu, kterým modul komunikuje. Stejné provedení využívá i většina routerů s PoE či MikroTik RouterBOARD.

Dále se na modulu nachází síťový modul společnosti ConnectOne (U1) a to buď typu Nano SocketLAN s podporou připojení přes standardní síťové rozhraní LAN 10/100, nebo typu Nano Socket iWiFi s podporou bezdrátového připojení přes WiFi. Volba na ně padla nejen po zkušenostech s úspěšným webovým serverem, dostupným například v článcích PWLAN - hardware a PWLAN - I/O, ale také díky integrované podpoře široké řady protokolů a rozhraní, včetně řady bezpečnostních funkcí (SSL3/TLS1, HTTPS, FTPS, RSA, AES-128/256, 3DES, RC-4, SHA-1, MD-5, WEP, WPA/WPA2). Oba moduly jsou kompatibilní a záleží tak pouze na požadavcích cílové aplikace, který z nich se na desku umístí. V případě Nano Socket iWiFi je navíc po demontáži integrované čipové antény možné použít standardní konektor typu SMA a po připojení ziskové antény získat dosah až v řádech stovek metrů.


Obr. 3: Vnitřní blokové schéma mikrokontroléru PIC16F1827

Obvod IO3 představuje integrované teplotní čidlo typu LM75BD s digitálním výstupem, které je osazené přímo na edsce modulu IP teploměru. Komunikační I2C rozhraní využívá rovněž volitelnou rozšiřující EEPROM paměť IO4 například typu 24AA16. Ta je pouze volitelná, ve standardním provedení SOT-23 a slouží v případě rozšíření, kdy již nestačí EEPROM paměť integrovaná v mikrokontroléru. I2C rozhraní je také dostupné na pinech konektoru J3 (např. jednořadé pinové liště) a umožňuje rozšíření o další interní čidla v zařízení.

Externí čidla se připojují ke konektorům J3 a J4 obvyklého typu RJ11. Každé čidlo má k dispozici dva komunikační piny (DAT, CLK), čímž se zajišťuje podpora velkého množství čidel s většinou komunikačních rozhraní, využívajících jeden nebo dva signály. V základní konfiguraci jsou k modulu dostupná buď externí čidla typu SHT1x a SHT7x s podporou měření teploty a vlhkosti, nebo čidla typu DS18B20 s podporou měření teploty. Nic ale nebrání použití libovolných jiných senzorů a doplnění jejich podpory, kdy modul již nyní obsahuje funkce autodetekce připojených senzorů. Navíc po odstranění rezistorů R7 nebo R10 je také možné použít čidla s analogovým (proporcionálním) výstupem, mikrokontrolér totiž přímo ve svém pouzdře obsahuje integrovaný 10-bitový analogově/digitální převodník s rychlostí až 100 kS/s.


Obr. 4: Ukázka otevřeného čidla telpoty a vlhkosti typu SHT7x

I/O piny J5 až J12 mohou sloužit jako další rozšíření funkcí, integrovaných v cílovém zařízení. Kromě základních vstupně/výstupních signálů je zde možné využít bohatou řadu periferií, které zvolený moderní mikrokontroléry PIC16F1827 na svém čipu integrují. Kromě typických sériových komunikačních rozhraní, PWM a ADC je možné jmenovat také integrovaný SR Latch, Analogový komparátor, Signálový modulátor či dokonce integrovaný DAC (digitálně/analogový) převodník s rychlostí až 100 kS/s.


Obr. 5: První verze modulu IP teploměru/vlhkoměru projektu IP-TEMP

2) Firmware s grafickým webovým rozhraním
Každý dobrý IP teploměr by měl obsahovat propracované webové rozhraní. Jeho prostřednictvím je možné nejen číst aktuální změřenou teplotu a vlhkost, ale rovněž pomocí grafu získat přehled o jejich časovém vývoji a samozřejmě modul podle potřeby konfigurovat.

Webové rozhraní integrovaného serveru modulu IP-TEMP (ať již v provedení LAN či WiFi) je rozdělené do dvou typů. Prvním typem je základní grafické provedení, nabízející všechny dostupné funkce. Rozhraní využívá jak funkcí JavaScriptu, AJAXu a kaskádových stylů, tak i prvků moderního standardu HTML 5. Vše je navrženo s ohledem na zachování plné funkčnosti jak na zastaralých prohlížečích (především prohlížečích IE), tak i posledních verzí. Pouze uživatelé zastaralých prohlížečů nemají k dispozici všechny interaktivní funkce a i celkový vzhled jednotlivých prvků je omezen chybějící podporou HTML 5 (to dnes ovšem platí i pro webové stránky Pandatronu).


Obr. 6: Hlavní integrované webové rozhraní IP teploměru využívá technologií AJAX a HTML 5

Základní přehled dostupných funkcí je dobře vidět na menu v levé části stránky. Kromě grafického výstupu je k dispozici konfigurace mailového upozornění v případě překročení nastavených hodnot, podrobná konfigurace senzorů včetně funkce autodetekce a možnosti jejich přejmenování a rovněž detailní nastavení.

Druhým typem integrovaného webového rozhraní je zjednodušená verze, která je určena především pro starší mobilní telefony nebo pomalé připojení. Té dominuje pouze jediná tabulka, která přehledně prezentuje aktuální hodnoty všech čidel, včetně jejich typu a aktuálního stavu. Stránka nepodporuje žádné dynamické funkce a aktualizace se provádí výhradně ručně.


Obr. 7: Zjednodušená verze integrovaného webového rozhraní IP teploměru, určená pro starší telefony

Stejně jako v případě firmware, jsou volně dostupné i zdrojové kódy pro webové rozhraní. Dle potřeby je tak možné stránky libovolně modifikovat a doplnit je o požadované jméno a logo výrobce finálních produktů.

3) Databázová serverová aplikace
Hlavní předností našeho projektu IP-TEMP je efektivním propojením modulu IP teploměru s naším (či jiným firemním) serverem. Tedy především možnost přenosu naměřených hodnot v reálném čase (chráněná jedinečným identifikátorem) na libovolný server, na kterém běží online aplikace a také podpora vzdálené konfigurace. Na jediné webové stránce jsou díky tomu dostupné nejen aktuální informace ze všech senzorů (jejich počet není omezen), ale prakticky neomezená historie měření a další funkce s tím spojené. Kromě jiných je možné jmenovat především přístup odkudkoliv na světě a bez potřeby instalace, online generování složitých grafů či export zvolených hodnot do tabulkového či PDF formátu.

Tato online aplikace nejen že zcela nahrazuje obvykle licencované či jinak omezené Monitorovací software, které jiní výrobci nabízejí za nehorázné ceny (i více než 10.000 Kč), ale přináší i celou řadu dalších funkcí a výhod, plynoucích z online provedení. Rovněž je i tato aplikace dostupná včetně zdrojových kódů tak, aby byla snadno modifikovatelná a použitelná libovolným výrobcem, který uvedené moduly použije ve svých produktech.


Obr. 8: Rozmístění součástek na modulu IP-TEMP-1 (TOP)


Obr. 9: Rozmístění součástek na modulu IP-TEMP-1 (BOTTOM)

Závěr:
Na uvedeném projektu IP-TEMP nadále pracujeme a ladíme dostupné funkce. V současné době jsou případným zájemcům dostupné jak uvedené moduly, tak i kompletní zdrojové kódy firmware, interaktivního webového rozhraní i serverové aplikace. Jakmile bude dostupné finální provedení, připravíme sérii článků s popisem všech dostupných funkcí a interaktivní online demoverzí.
V případě zájmu využijte prosím kontaktních informací.

Aktualizováno 3.10.2011:
Serverová aplikace (3) je téměř hotová, schází pouze exporty. Vyzkoušejte si DEMO!

Odkazy & Download:
PIC16F1827 - 18/20/28-Pin Flash MCU with nanoWatt XLP
PWLAN - hardware
PWLAN - I/O







GooglePlus1 FaceBook Twitter del.icio.us DiGG Google StumbleUpon Google Buzz Email RSS PDF Tisk

Komentáře (24):

Zobrazit starší 30 dnů (24)...

host
24. Dne 05. 12. 2014 v 07:49 zaslal host
Prodej
Dobrý den, je (nebo bude) možné teploměr koupit?


Název příspěvku: Vaše jméno: host
                 
  Zakázat formátování [Zakáže kódování a nahrazování smajlíky.]
Připojit soubory
reklama:
WIZ107SR-RS232
Převodník TCP/IP <-> RS232 s RJ45 konektorem.
Skladem od 600 Kč

Informace uvedené v článcích jsou platné v době jejich vydání a samotné články jsou určeny pouze jako zdroj informací. Autor článku ani správce webu nenesou žádnou zodpovědnost za případné újmy na majetku a zdraví. Názvy společností a výrobků, loga a další multimediální materiál mohou být ochrannými známkami příslušných společností.
RSS kanály: | |
+420 723 846 377
info@pandatron.cz
Všechna práva vyhrazena | mobilní verze | © Copyright 2000 - 2016 ISSN 1803-6007