Gruppo Meteo/RemoteProcedure

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 (o in alternativa qui non prevista 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

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Modulo master ver 2

Schema

Modulo satellite

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

hardware

(approssimativamente 45 E)

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

Programmazione

E' simile a quella del modulo master si cambia solo il link al file di configurazione con un link simbolico ed il modello della scheda per compilazione ed upload

cd /home/rmap/svn/r-map-code/trunk
svn up
cd  arduino/ino/rmap
ino clean
ln -sf /home/rmap/svn/r-map-code/trunk/arduino/ino/rmap/src/rmap_satellite.h /home/rmap/svn/r-map-code/trunk/arduino/ino/rmap/src/rmap_config.h
ino build -m 644pa16m
ino upload -m 644pa16m
ino serial

Configurazione

aggiornare le info sul file usando l'interfaccia web, controllare che sia presente anche il modulo satellite

cd /home/rmap/svn/r-map-code/trunk/python
python rmap-configure.py 

per forzare il caricamento della configurazione avviare arduino con il pin 8 collegato a massa

Visualizzazione dei dati in formato grafico

I grafici vengono visualizzati su graphite seguire le istruzioni su questa pagina