Visualizza sorgente di Centralina livello 1

<div style="float:right;border:1px solid black;padding:10px;margin:10px background:#F5F6CE; border:1px solid #a7d7f9; vertical-align:top; color:#000; padding: 5px 10px 10px 8px; -moz-border-radius: 10px; -webkit-border-radius: 10px; border-radius:10px;" ">
{| style="text-align:center"
![[File:Livello1-Debug.png|300px]]
|-
| <hr>
|-
|<span style="font-size:200%;font-weight:bold">Centralina livello 1</span>
|-
|Centralina generale (?) gestione segnali
|-
|Repository: https://github.com/raspibo/Livello1
|}
</div>

[[Category:Progetti]]

= Centralina  livello 1 =

;ATTENZIONE
:Tutte le immagini sono puramente indicative, il progetto e` in pieno sviluppo, tutto e` passibile di modifiche, anche sostanziali.
:L'immagine di presentazione si riferisce alla sezione "debug", realizzata con Dokuwiki e (ad oggi) non fa parte del progetto (o si ?)


== Prima e sommaria descrizione ==

Centralina di controllo segnali.

:(Ad oggi)
:Acquisisce segnali, li suddivide in gruppi mono o multi utenza, dei quali: realizza grafici temporali, crea e gestisce allarmi.


Dal campo arrivano i valori della 'sensoristica' sottoforma di "Identificatore Valore", da queste informazioni sono aggiunti i sensori che eventualmente non sono presenti e le relative 'liste' dei valori (sono generate due chiavi, una dell'utenza e l'altra dei valori), altrimenti viene solo accodato il valore nella rispettiva lista (aggiungendo data-ora-minuti-secondi).

Acquisiti i sensori, e` possibile il loro raggruppamento (anche una sola utenza) ed il campionamento dei valori a tempi prestabiliti (generazione grafici tempo/valore).

Sempre previo raggruppamento (sempre "anche di un solo sensore"), e` possibile attivare/disattivare i relativi allarmi, il classico ON/OFF, ma anche un'automatico (che per esempio attivi i sensori del solaio/cantine dalle 20 alle 8, quando e` certo che nessuno si rechi in quegli spazi).

E poi il resto .. che sarebbe di arrivare non solo a leggere/interpretare segnali, ma anche a pilotare utenze (luci, serrande, elettrodomestici, ...)

L'idea e` che tutto questo sia gestibile da:
# interfaccia web
#* browser
#* cellulare
# linea di comando
# terminali operatore (display+tastiere)
# pulsanti, lampade, selettori, ..
# ...

== Hardware e Software ==

;Hardware
:[[Raspberry Pi 3]], perche` completa di WiFi e Bluetooth

;Software
:MQTT Broker (Mosquitto), perche` in grado di dialogare con la maggior parte dei componenti (Arduino, ESP8266, eccetera)
:Redis, perche` servira` un database di appoggio e manipolazione per alcuni dati, e perche` servira` una struttura dati "manipolabile" (dovremo poter aggiungere e togliere "campi:valori" ad una "chiave", e aggiungere/togliere chiavi a delle liste, ecc. ecc.)
:Nginx, non si puo` fare senza web server
:... e poi non so cos'altro
:Script cgi
:javascript
: ...

=== Access Point ===

Installato/configurato "[[Raspberry Pi Access Point WEP2]]", sfruttando il wifi integrato nel [[Raspberry Pi 3]].

Modificato il file "/etc/hosts", aggiunto il nome del pc, perche` i clients direttamente collegati possano utilizzare il nome e non l'indirizzo:

<pre style="color:green;overflow:auto">
127.0.0.1       localhost
::1             localhost ip6-localhost ip6-loopback
ff02::1         ip6-allnodes
ff02::2         ip6-allrouters

#127.0.1.1       level1        # Ho dovuto eliminare il doppione
127.0.1.1       errorlevel

192.168.3.1     level1
</pre>
Fra i clients il nome dovrebbe essere risolto automaticamente da "dnsmasq" (ricordarsi di verificare).

== Rete ==

Al momento e` previsto che sia tutto sotto WiFi (quella onboard) del [[Raspberry Pi 3]].

Comunque bastera` modificare il firewall per accettare dati dalla ethernet se si rendesse necessario.

Le centrali accessorie, tipo quella di [[CentRed|allarme]], che deve solo ricevere, non necessariamente dovranno trovarsi nella sottorete gestita da "livello 1".


== Descrizione ==

I 'segnali' arrivano sempre (?) a "MQTT broker", vengono manipolati se necessario, ed inseriti nel database Redis.

Dal database Redis sono di nuovo letti/scritti/modificati/manipolati ed inviati:
:e/o
::in report (testo, grafico, audio, video, ...)
:e/o
::alla centralina di allarme [[CentRed]]
:e/o
::reinviati a MQTT broker
:e/o
::inviati ad altre centraline livello 1
:e/o
::...

=== Configurazione e Funzionamento ===

(Sommariamente)

Al primo avvio e` necesssario configurare prima il database Redis da utilizzare, poi quello della [[CentRed|centralina avvisi/allarmi]] (se avete intenzione di ricevere le comunicazioni relative agli allarmi e/o avvisi di malfunzionamenti).

Una volta "letti" i segnali, e` opera dell'utente aggiungere alcune caratteristiche [[#Segnali]], fatto questo si passa alla creazione dei [[#Gruppi]].

Definiti i [[#Gruppi]], si passa ad avviare i servizi necessari [[#Daemons]], che si occupano di generare i grafici Tempo-Valore/i o gestione degli allarmi/anomalie.

== Arrivo dati e manipolazione ==

I dati devono arrivare al broker MQTT nel formato:

'''{ "ID" : "Identificatore", "Valore" : "0" }'''

inviati nel topic:

'''TipoIO/PosizioneC/PosizioneP/PosizioneS/Tipo'''


Fate riferimento alla [[#Tabella dati e valori]] per comprendere meglio il significato.

Nell'immagine, una schermata dei test in corso, a sinistra gli errori di lettura, a destra un listato della "cgi-bin", sotto i falsi dati inviati (mi servono per i test che sto` facendo ;) ), e in fondo i dati ricevuti (veri e falsi).

[[File:Level1 201604170814.png|800px]]


=== mqtt2redis_d.py ===

I dati MQTT vengono letti dal programma "mqtt2redis_d.py" che deve sempre essere in esecuzione (ho gia` preparato anche un "init.d", che tengo ancora nella "cgi-bin"), questi li manipola inserendoli se non presenti, in due "chiavi" nel database (noSQL) Redis, la prima, e` per identificare il segnale:

'''TipoIO:PosizioneC:PosizioneP:PosizioneS:Tipo:ID'''

la seconda e` quella dei valori:

'''TipoIO:PosizioneC:PosizioneP:PosizioneS:Tipo:ID:Valori'''

valori che sono accodati ad ogni arrivo con l'aggiunta della data e ora, predisposti per una generazione di output in formato "csv".

== Segnali ==

Una volta pervenuto il primo valore di un segnale, e` possibile configurarlo inserendo alcuni dati che non sono presenti nella comunicazione MQTT:

;Descrizione
:Meglio se breve, perche` usata anche nei riferimenti dei grafici, non solo per gli allarmi
;UM (Unita` di misura)
;TempoRitardo
:Ancora non usata
;RangeValori
:Specificare il range dei valori nel formato 0,100
:Utile per sonde che (per esempio) lavorano da 0 a 100 gradi
:Genera avviso/allarme se minore di o maggiore di
;ValoreMin
:Allarme se valore e` inferiore a quello impostato
;ValoreMax
:Allarme se valore e` superiore a quello impostato
;ValoreOn
:Previsto per i segnali analogici o negati
:Allarme quando valore uguale a ValoreOn
;Allarme
:Predisposta ma non implementata

Esempio di una configurazione di sonda temperatura (ovviamente falsa):

[[File:Livello1-KeysHashTempMod Falsa2.png|800px]]

Esempio di una configurazione di sensore di movimento (pir, ovviamente falso):

[[File:Livello1-KeysHashPirMod Falso2.png|800px]]

== Gruppi ==

Per realizzare i raggruppamenti ho utilizzato le chiavi Redis di tipo "sets".

Al momento ho pensato ai soli gruppi riguardanti gli allarmi e i grafici (per esempio quelli di due o piu`, sonde di temperatura).

;Tip
:Puoi benissimo creare un gruppo con un solo sensore.

Al solito, ho pensato ad una chiave univoca d'inserimento dei dati in Redis '''sets:type:ID''' (gruppo:tipo:identificatore).

<div style="column-count:2;-moz-column-count:2;-webkit-column-count:2">

{| class="wikitable"
! Gruppo
|
* sets
|}

{| class="wikitable"
! Tipo
|
* alarms
* graph
* ...
|}

{| class="wikitable"
! ID (Identificatore)
|
(definito da utente, esempi:)
* TemperatureBagno
* TemperaturePianoTerra
* luigi
* ...
|}

</div>

I gruppi sono definiti dall'utente, ed ogni volta che viene creato un nuovo gruppo (deve avere almeno un'utenza altrimenti si autoelimina), viene gia` creato il "Timer" di "campionamento"/"ritardo nuovo allarme", preimpostato a 5 minuti (sono previsti valori da 1 a 60 minuti).

''La pagina d'inserimento permette di inserire una chiave con un nome qualsiasi, non ho ancora "bloccato" e/o previsto un controllo sull'identificatore assegnato.''

=== sets:*:ID:Config ===

<div style="column-count:2;-moz-column-count:2;-webkit-column-count:2">

{| class="wikitable"
! Descrizione
|
Breve (?) descrizione
|}

{| class="wikitable"
! Timer
|
* da 1 60 minuti
|}

{| class="wikitable"
! Funzionamento
|
* On
* Off
* Auto
|}

{| class="wikitable"
! (Auto) dalle
|
* HH
* MM
|}

{| class="wikitable"
! (Auto) alle
|
* HH
* MM
|}

</div>

==== Esempio "graph" ====

La chiave per questi gruppi e` previsto che sia: '''sets:graph:ID'''

La chiave per il timer di campionamento e` previsto che sia: '''sets:graph:ID:Timer''' (ora e` generata automaticamente)

La chiave per i dati campionati e la generazione del grafico (che sara` in formato csv) e` previsto che sia: '''sets:graph:ID:Valori''' (sara` creata ed aggiornata autonomamente, da un programma in python)

==== Esempio "alarms" ====

Al momento come sopra, tranne che il Timer non servira` (o forse si, perche` sono previsti anche grafici dei PIR).

==== Esempio d'inserimento gruppo ====

;MENU
:Aggiungi chiavi "sets" Redis

<gallery widths=800px heights=600px>

File:Livello1-KeysAddSets 1.png
File:Livello1-KeysAddSets 2.png
File:Livello1-KeysAddSets 3.png

</gallery>

;MENU
:Seleziona e Manipola chiavi Redis
::Nell'immagine e` gia` stato applicato il filtro '''*:graph:*'''

<gallery widths=800px heights=600px>

File:Livello1-KeysModHash 1.png|Spostiamoci verso il basso e selezioniamo la seconda voce di modifica delle chiavi "hash", quella relativa al "Config":
File:Livello1-KeysModHash 2.png
File:Livello1-KeysModHash 3.png|e l'esempio di un allarme:
File:Livello1-KeysModHash 3a.png
</gallery>

==== Modifica di un gruppo ====

;MENU
:Seleziona e Manipola chiavi Redis 

<gallery widths=800px heights=600px>

File:Livello1-KeysModSets 2.png
File:Livello1-KeysModSets 3.png|Credo si spieghi da sola ...

</gallery>

== Daemons ==

Intanto: non sono veri e propri "demoni", sono script che l'utente avvia e ferma al bisogno.

Specialmente quello degli allarmi (che mi sta` rompendo al cellulare da stamattina ;) ), e` da avviare quando uscite di casa, e fermare prima di rientrare.

<gallery widths=800px heights=600px>

File:Livello1-Daemons part1.png
File:Livello1-Daemons part2.png

</gallery>


;MENU
:Manipolazione files Grafici

Non c'e` molto da scrivere, si puo` visualizzarlo (la chiamata e` tramite GET perche` sia possibile tenere il refresh della pagina in automatico, mi sembra di aver previsto 5 minuti), copiarlo con un nome in archivio (la predisposizione e` per un nome con data e ora), eliminare (qualsiasi, anche dall'archivio).

;Tip
:Salvate il ".csv" PRIMA di eliminare la/e chiave/i dei valori dal database, se volete tenere una qualche 'traccia'.

<gallery widths=800px heights=600px>

File:Livello1-CSV.png

</gallery>

== Grafici (files .csv) ==

;MENU
:Manipolazione files Grafici

Non c'e` molto da scrivere, si puo` visualizzarlo (la chiamata e` tramite GET perche` sia possibile tenere il refresh della pagina in automatico, mi sembra di aver previsto 5 minuti), copiarlo con un nome in archivio (la predisposizione e` per un nome con data e ora), eliminare (qualsiasi, anche dall'archivio).

;TIP
:Salvate il ".csv" PRIMA di eliminare la/e chiave/i dei valori dal database, se volete tenere una qualche 'traccia'.

<gallery widths=800px heights=600px>

File:Livello1-CSV.png

</gallery>

== Tabella dati e valori ==

Denominazione dei campi e attibuzione dei valori standard (piu` o meno)

<div style="column-count:2;-moz-column-count:2;-webkit-column-count:2">

{| class="wikitable"
! Tipo
|
* Temperatura
* PIR
* Finecorsa
* Proximity
* Livello
* Rele`
* Termostato
* Valvola
* Motore
* ...
|}

{| class="wikitable"
! Descrizione
|
Breve (?) descrizione del segnale
|}

{| class="wikitable"
! TipoIO
|
* I (Input/Ingresso)
* O (Output/Uscita)
|}

{| class="wikitable"
! Segnale
|
* Analogico
* Digitale
* Testo
* I2C
* SPI
* ...
|
Al momento l'ho soppresso, il tipo di segnale e` praticamente definito dal valore in entrata (per ora)
|}

{| class="wikitable"
! PosizioneC
|
* Casa
* Garage
* Giardino
* ...
|}

{| class="wikitable"
! PosizioneP
|
* Piano0
* Piano1
* ...
|}

{| class="wikitable"
! PosizioneS
|
* Cucina1
* Camera2
* Bagno1
* ...
|}

{| class="wikitable"
! ID (Identificatore, Utenza/ITEM)
|
* 1
* 2
* 3
* ..
* Up
* Down
* Left
* Right
* (altro ?)
* ...
|
Definito dall'utente che programma i "remote", ma meglio definire una struttura di base ..
|}

{| class="wikitable"
! Valori
|
* TipoIO:PosizioneC:PosizioneP:PosizioneS:Tipo:ID:Valori
|
Assegnato automaticamente dal programma
|}

{| class="wikitable"
! UM (Unita` di Misura)
|
* °C
* V (tensione)
* A (assorbimento)
* ...
|
Questo e` previsto solo per le segnalazioni/avvisi/allarmi .. 
|}

{| class="wikitable"
! TempoRitardo (secondi)
|
* 0.000
* 1.002
* ...
* 99.000 (max impostabile)
|
Al momento non previsto, teoricamente i segnali dovrebbero arrivare gia` "filtrati" dai "remote"
|}

{| class="wikitable"
! RangeValori
|
* 0-100
* 0,1
|
Da utilizzarsi per definire l'errore e generare una segnalazione di sonda guasta
|}

{| class="wikitable"
! ValoreMin
|
* 10 (temperatura)
* 0 (binari/digitali)
|
Sotto a questo valore dev'essere generato un'allarme
|}

{| class="wikitable"
! ValoreMax
|
* 40 (temperatura)
* 1 (binari/digitali)
|
Sopra a questo valore dev'essere generato un'allarme
|}

{| class="wikitable"
! ValoreOn
|
* 1 (o vuoto quando segnale normale)
* 0 (quando attivo a segnale off)
|
Utile per sapere se si tratta di un segnale negato e trattarlo di conseguenza
|}

{| class="wikitable"
! Allarme
|
* 0
* 1
* Min
* Max
* Min,Max
* off((oppure casella vuota ?))
* ...
|
Da definire, perche` tutto e`/o potrebbe essere allarme ...
|}

</div>
<hr/><br/>

== TipoIO:PosizioneC:PosizioneP:PosizioneS:Tipo:ID:Valori ==

{| class="wikitable"
! Data (e ora)
|
* 2016/03/13 20:40:08
|}

{| class="wikitable"
! Valore
|
* 0
* 1
* 13
* ...
|}

== Promemoria chiavi, codici e ... ==

====== Dati (mqtt) ======
'''{ "ID" : "Identificatore", "Valore" : "0" }'''


====== Topic (mqtt) ======
'''TipoIO/PosizioneC/PosizioneP/PosizioneS/Tipo'''


====== Chiave primaria segnale di livello 1 (redis) ======
'''TipoIO:PosizioneC:PosizioneP:PosizioneS:Tipo:ID'''


====== Chiave primaria valori di livello 1 (redis) ======
'''TipoIO:PosizioneC:PosizioneP:PosizioneS:Tipo:ID:Valori'''


====== Chiave primaria gruppi di livello 1 (redis) ======
;TYPE
:graph
:alarms
'''sets:TYPE:ID'''


====== Chiave primaria configurazione gruppi di livello 1 (redis) ======
'''sets:TYPE:ID:Config'''


====== Chiave primaria valori gruppi di livello 1 (redis) ======
'''sets:TYPE:ID:Valori'''

== Riferimenti ==

[[Centralina livello 1/Notes]]

[[Centralina livello 1/Primo avvio]]

= Devices =

Ad oggi, ho predisposto/preparato:
* [[PorTHable]], che invia valori di temperatura
* [[ESP8266/DS1820toMQTT]], sensore/i di temperatura
* [[ESP8266/PIRtoMQTT]], sensore di movimento (PIR)
* [[ESP8266/SerialToMQTT_Repeater]], che funziona da "repeater", ritrasmette i dati ricevuti via seriale al broker MQTT