Gruppo Meteo/RemoteProcedure

Da raspibo.
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r-map implementation overview

MQTT e Json-rpc

Un elemento fondamentale per il concentramento di osservazioni e campionamenti è il BUS MQTT http://en.wikipedia.org/wiki/MQ_Telemetry_Transport . E' su questo che vengono convogliati tutti i dati dei sensori; r-map definisce uno standard per pubblicare i dati nel root path rmap.

I moduli propedeutici alla pubblicazione MQTT sono connessi tramite 3 differenti trasporti:

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

Sopra questi trasporti transitano remote procedure call in formato Json, rpc-json versione 2.0 http://en.wikipedia.org/wiki/JSON-RPC. 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 (http://it.wikipedia.org/wiki/Topologia_di_rete#Topologia_ad_albero).

I moduli possono essere così caratterizzati dal trasporto supportato, se eseguono RPC, se richiedono RPC, se pubblicano su MQTT.

I tre moduli prototipati in r-map sono coì demoninati e caratterizzati:

att/pas Seriale TCP/IP radio RF24Network pubblish on MQTT funzioni server
Modulo Base attivo Si Si da svilupare Si Si
Modulo master attivo/passivo Si Si Si Si No
Modulo satellite passivo Si No Si No No


procedure supportate

Ogni comando/risposta Jsonrpc sarebbe meglio rimanesse entro i 144 caratteri.

configure

configura il modulo.

parametri:

  • bool reset: riporta le configurazioni ai valori di default
  • char mqttrootpath: prima parte del path di pubblicazione su MQTT
  • int mqttsampletime: intervallo tra le minure in secondi
  • char mqttserver: server MQTT
  • char mqttuser: MQTT user
  • char mqttpassword: MQTT password
  • int[16] key: AES key
  • int[16] iv: AES CBC iv
  • char ntpserver: server MQTT
  • int[6] date: date and time [2014,2,10,18,45,18]
  • bool save: salva le configurazioni permanentemente
  • long int thisnode: RF24Network node address
  • int channel: RF 24 channel
  • byte mac[6]= ethernet mac address; use (0,0,0,0,0,1) for master1, use (0,0,0,0,0,2) for master2

relativi a un sensore:

  • char mqttpath: seconda parte del path di pubblicazione su MQTT
  • char driver: driver locale del sensore
  • int node: RF24Network node
  • char type: driver remoto
  • int address: address I2C

getvalues

torna i valori di una o più osservazione/campionamento.

parametri:

  • char driver: driver locale del sensore
  • int node: RF24Network node
  • char type: driver remoto
  • int address: address I2C

rf24rpc

Esegue una procedura remota su un altro nodo tramite trasporto RF24Network. In pratica incapula una RPC in una RPC.

  • node": nodo su cui eseguire la remote call procedure
  • tutti parametri standard di una json-rpc del tipo
"jsonrpc":"2.0","method":"configure","params":{"reset":true},"id":0},"id":0

toggleled

Attuatore che accende e spegne un led.

parametri:

  • integer number: pin number (pins 4,5,6,7 are supported)
  • bool status: true=on; false=off
{"jsonrpc": "2.0", "method": "togglepin", "params": [{"number":4,"status":true},{"number":5,"status":false}], "id": 0}

Moduli prototipizzati

le opzioni sono 3, i prezzi solo indicativi:

  • modulo base
  • modulo base+master
  • modulo base+master+satellite
  • Il modulo base acquisisce dai sensori con un task temporizzato al fine di pubblicare dati sul bus MQTT , svolge funzioni di archiviazione, calcolo, composizione report e invio all'acentratore tramite AMQP e molt altre cose
  • Il modulo master acquisisce dai sensori con un task temporizzato al fine di pubblicare dati sul bus MQTT
  • Il modulo satellite è a bassissimo consumo e appartiene a una rete radio sui 2Ghz ad albero nRF24Network

Moduli

Modulo base

Il modulo A richiede alimentazione 220V con stabilizzatore a 9/12V o in alternativa power over ethernet e cavo ethernet.

Prenderemo in considerazione una realizzazione con Raspberry Pi che ha funzione di raccolta dati da sensori locali (sul gpio) e ricezione da sensori collegati via etheret o seriale.

Hardware

(approssimativamente 75 E):

  • raspberry B
  • sdcard
  • alimentatore
  • connettore gpio
  • breadboard
  • sensori
  • hub usb alimentato
  • chiavetta wifi
  • hard disk usb (opzionale, ma consigliato), con una partizione etx4 ed etichetta "rmap"

Modulo master

Il modulo B richiede cavo ethernet con power over ethernet.

E' costituito da un arduino mega con shield dedicato per la raccolta dati da sensori locali e remoti (dal modulo satellite). Puo' inviare i dati sum seriale ed ethernet e raccoglierli via radio da moduli satellite.

hardware

(approssimativamente 65 E)

  • arduino mega 2560
  • breadborad
  • modulo RTC
  • modulo mini ethernet ENC60
  • modulo radio RF24
  • cavo power over ethernet
  • stabilizzatore dcdc switched
  • sensori


Modulo satellite

Il modulo C richiede batterie con stabilizzatore (e pannellino solare con regolatore di corrente).

Si tratta di un Microduino che comunica i dati rilevati dai sensori con il modulo master via radio.

hardware

(approssimativamente 45 E)

  • moulo microduino core+ (ATmega644p@5V 16MHz)
  • modulo microduino RF24 con antenna
  • modulo microduino seriale USB FT232R
  • sensori


Visualizzazione dei dati in formato grafico

I grafici vengono visualizzati su graphite tramite un browser seguendo il menu a http://base

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