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Weather-Station.jpg Rete di Monitoraggio Ambientale Partecipativo (R-MAP)
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Progetti in corso

Rete di Monitoraggio Ambientale Partecipativo (R-MAP)

Open hardware Free Software

Progetto per definire metodi, protocolli e formati per condividere dati ambientali e costruire un prototipo di stazione per il monitoraggio ambientale.

Una presentazione del progetto:


Obiettivi:

  • Raccogliere e distribuire dati ambientali rilevati dai cittadini
  • Rendere disponibili questi dati ai servizi meteorologici, alle agenzie di prevenzione ambientale, alla protezione civile e istituti di ricerca
  • Fornire feedback ai fornitori di dati in modo che essi abbiano servizi per testare e migliorare la qualità dei dati
  • Divulgazione scientifica e sensibilizzazione ai temi ambientali
  • Coinvolgimento di scuole e università a scopi formativi
  • Creare un circolo virtuoso tra Enti Formativi, Pubbliche Amministazioni, Aziende private e cittadini.

Soggetti coinvolti

  • ARPA Emilia Romagna
  • ARPA Regione Veneto
  • RaspiBo
  • Dipartimento informatica Università di Bologna
  • http://rmap.cc

Protocolli per Rmap

schema hardware prototipo rmap
  • MQTT (Message Queue Telemetry Transport) è un protocollo publish/subscribe particolarmente leggero, adatto per la comunicazione M2M tra dispositivi con poca memoria o potenza di calcolo e server o message broker.
  • AMQP (Advanced Message Queuing Protocol) è protocollo per comunicazioni attraverso code di messaggi. Sono garantite l'interoperabilità, la sicurezza, l'affidabilità, la persistenza. Nella sua implementazione Rabbitmq exporta un broker MQTT e fornisce delle api web

Json è il formato per il payload

E' fondamentale:

  • Integrazione con le funzioni e le specifiche richieste dalle applicazioni per la domotica
  • Integrazione con applicazioni per la telefonia mobile per la rilevazione dello spessore neve e altri parametri

Formato dati The Binary Universal Form for the Representation of meteorological data (BUFR) is a binary data format maintained by the World Meteorological Organization (WMO). BUFR was designed to be portable, compact, and universal. Any kind of data can be represented, along with its specific spatial/temporal context and any other associated metadata.

MQTT e Json-rpc

schema protocolli prototipo rmap

Sul broker MQTT vengono convogliati tutti i dati dei sensori. Rmap definisce uno standard per pubblicare i dati con MQTT (topic e payload) I moduli propedeutici alla pubblicazione MQTT sono connessi tramite 3 differenti trasporti:

  • porta seriale (USB)
  • TCP/IP
  • radiofrequenza con modulo RF24Network

Su questi trasporti transitano remote procedure call in formato Json, rpc-json versione 2.0. Tutte le operazioni che vengono richieste ai moduli, o che i moduli richiedono ad altri moduli sono rpc-json.

Il trasporto RF24Network include crittografia AES, messaggi multipacchetto con topologia ad albero . I moduli possono essere così caratterizzati dal trasporto supportato, se eseguono RPC, se richiedono RPC, se pubblicano su MQTT.

Data Level

  • Dati Level I , sono le letture dirette degli strumenti espresse in appropriate unità fisiche e georeferenziate
  • Dati Level II, dati riconosciuti come variabili meteorologiche; possono essere ottenuti direttamente da strumenti o derivati dai dati Level I
  • Dati Level III sono quelli contenuti in dataset internamente consistenti, generalmente su grigliato.

I dati scambiati a livello internazionale sono livello II o livello III

Metadati: il data model

Flusso dati rete rmap

Ogni dato è un valore associato ad un instante temporale e a 7 metadati univoci.

  • Longitudine, latitudine ed un identificativo (nel caso di stazioni mobili)
  • Tipo di report o network: definisce stazioni con caratteristiche omogenee (classe degli strumenti)
  • Time range: indica osservazione o tempo precisione ed eventuale elaborazione “statistica”
  • Livello: le coordinate verticali (eventualmente strato)
  • Variabile: parametro fisico

Ogni dato può essere dotato inoltre di attributi variabili nel tempo (controolo di qualità)

E' inoltre possibile associare degli attributi statici (anagrafica) ai metadati longitudine, latitudine, identicativo, report


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