Centralina livello 1: differenze tra le versioni

Da raspibo.
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Versione delle 08:34, 19 apr 2016

Livello1-Debug.png

Centralina livello 1
Centralina generale (?) gestione segnali
Repository: https://github.com/raspibo/Livello1

Indice

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:

  1. interfaccia web
    • browser
    • cellulare
  2. linea di comando
  3. terminali operatore (display+tastiere)
  4. pulsanti, lampade, selettori, ..
  5. ...

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:

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

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 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 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).

Level1 201604170814.png


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):

Livello1-KeysHashTempMod Falsa2.png

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

Livello1-KeysHashPirMod Falso2.png

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
  • sets
Tipo
  • alarms
  • graph
  • ...
ID (Identificatore)

(definito da utente, esempi:)

  • TemperatureBagno
  • TemperaturePianoTerra
  • luigi
  • ...

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

Descrizione

Breve (?) descrizione

Timer
  • da 1 60 minuti
Funzionamento
  • On
  • Off
  • Auto
(Auto) dalle
  • HH
  • MM
(Auto) alle
  • HH
  • MM

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

Modifica di un gruppo

MENU
Seleziona e Manipola chiavi Redis

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.


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'.

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'.

Tabella dati e valori

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

Tipo
  • Temperatura
  • PIR
  • Finecorsa
  • Proximity
  • Livello
  • Rele`
  • Termostato
  • Valvola
  • Motore
  • ...
Descrizione

Breve (?) descrizione del segnale

TipoIO
  • I (Input/Ingresso)
  • O (Output/Uscita)
Segnale
  • Analogico
  • Digitale
  • Testo
  • I2C
  • SPI
  • ...

Al momento l'ho soppresso, il tipo di segnale e` praticamente definito dal valore in entrata (per ora)

PosizioneC
  • Casa
  • Garage
  • Giardino
  • ...
PosizioneP
  • Piano0
  • Piano1
  • ...
PosizioneS
  • Cucina1
  • Camera2
  • Bagno1
  • ...
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 ..

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

Assegnato automaticamente dal programma

UM (Unita` di Misura)
  • °C
  • V (tensione)
  • A (assorbimento)
  • ...

Questo e` previsto solo per le segnalazioni/avvisi/allarmi ..

TempoRitardo (secondi)
  • 0.000
  • 1.002
  • ...
  • 99.000 (max impostabile)

Al momento non previsto, teoricamente i segnali dovrebbero arrivare gia` "filtrati" dai "remote"

RangeValori
  • 0-100
  • 0,1

Da utilizzarsi per definire l'errore e generare una segnalazione di sonda guasta

ValoreMin
  • 10 (temperatura)
  • 0 (binari/digitali)

Sotto a questo valore dev'essere generato un'allarme

ValoreMax
  • 40 (temperatura)
  • 1 (binari/digitali)

Sopra a questo valore dev'essere generato un'allarme

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

Allarme
  • 0
  • 1
  • Min
  • Max
  • Min,Max
  • off((oppure casella vuota ?))
  • ...

Da definire, perche` tutto e`/o potrebbe essere allarme ...



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

Data (e ora)
  • 2016/03/13 20:40:08
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

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