Medición de temperatura y humedad con un Arduino MKRFOX1200 y sistema simple de alarma basado en un umbral superior. Integración en un servidor propio https://www.aprendiendoarduino.com/ y en thingspeak https://thingspeak.com/
Hardware utilizado:
- Arduino MKRFOX1200: https://store.arduino.cc/arduino-mkrfox1200
- Sonda DHT22: https://es.aliexpress.com/w/wholesale-dht22.html
- Portapilas 2xAA: https://www.electronicaembajadores.com/es/Productos/Detalle/BA71620/baterias-pilas-y-cargadores/portapilas/portapilas-2-pilas-aa-con-cable
En esta demo demuestra la potencia de la red Sigfox para IoT, usando un sistema simple se va a medir la temperatura y humedad ambiente de forma inalámbrica y con total movilidad. Se usa un sensor de temperatura y humedad DHT22 conectado al MKRFOX1200 que manda mensajes con los datos cada 30 segundos para esta demostración. Para no llegar al límite diario de mensajes de Sigfox habría que hacerlo cada 10 minutos.
En el mensaje se mandan 3 datos:
- Temperatura (5 bytes en ASCII). De -9.00 a 99.99
- Humedad (5 bytes en ASCII). De 00.00 a 99.99
- Evento de alarma (1 byte ASCII). 0 = normal (no event), 1 = alarm triggered, 2 = restore alarm.
Lo mando todo como texto para simplificar todo, pero si puede mandar los float y ahorrar un byte. Un buen ejemplo de base para mandar un float y convertir diferentes tipos de datos para mandar por sigfox: https://github.com/nicolsc/sigfox-weather-station
El propio Arduino detecta la alarma de alta temperatura y manda en el byte de alarma el evento, cuando la alarma se recupera manda un nuevo evento de recuperación.
Puesto que desde el backend de Sigfox no es capaz de distinguir cuando es una alarma o no, ya que solo puede reenviar los datos del mensaje mandado por el dispositivo sigfox, estos datos se reenvían mediante dos callbacks a:
- Un servidor propio: https://www.aprendiendoarduino.com/servicios/datos/index.html
- Thingspeak: https://thingspeak.com/channels/440162
En ambas plataformas la misión es almacenar los datos, representarlos gráficamente y analizar el mensaje y mandar el evento de alarma cuando corresponda. Incluso desde cualquiera de las dos plataformas, se podría hacer la comprobación de alarma al superar el umbral en lugar de mandarlo por mensaje Sigfox. Estas son las tareas que el backend de Sigfox no puede hacer.
La ventaja de usar un servidor/plataforma propia es que los datos los guardamos en nuestra infraestructura y son accesibles para siempre. Para el caso de la plataforma propia aprovechamos para guardar datos adicionales y aprender más de Sigfox:
- nº de dispositivo
- Estación
- RSSI: https://es.wikipedia.org/wiki/Indicador_de_fuerza_de_la_se%C3%B1al_recibida
- SNR: https://es.wikipedia.org/wiki/Relaci%C3%B3n_se%C3%B1al/ruido
- nº de secuencia
Y desde la BBDD podríamos ver los valores máximos y mínimos de RSSI y SNR.
El código a cargar en Arduino es https://github.com/jecrespo/AprendiendoArduino-Sigfox
Dispositivos Sigfox y Lora recogiendo datos en campo:
Una vez cargado el código en Arduino y el dispositivo registrado en el backend de Sigfox ya podemos ver los los mensajes en el backend, dentro de device apartado messages.
Los datos del mensaje en el backend se ven en HEX, para comprobar que lo enviado es correcto se puede usar este conversor a ASCII: https://www.rapidtables.com/convert/number/hex-to-ascii.html
Desde el backend las funciones que se pueden hacer con los datos son muy limitadas, así que con el uso de las callbacks podemos reenviar estos datos a plataformas externas.
Estas callbacks transfieren los datos recibidos de los dispositivos asociados al device type a su infraestructura. Para obtener más información, consulte la documentación de callback: https://backend.sigfox.com/apidocs/callback
Las callbacks están asociadas a los device type, he creado dos callbacks una para mandar los datos a la plataforma propia https://www.aprendiendoarduino.com/ y otra para reenviar los datos a thingspeak https://thingspeak.com/
Para https://www.aprendiendoarduino.com/ el callback es:
Y el código que guarda los datos en la BBDD y manda los mensajes de alarma está hecho en PHP y el código está en: https://github.com/jecrespo/aprendiendoarduino-servicios/tree/master/sigfox y además de guardar los datos en una BBDD, las temperaturas los guarda en otra BBDD para representar gráficamente y se encarga también del envío de alarmas.
Y veo los datos en tiempo real:
Para la plataforma thingspeak: https://thingspeak.com/, hago una llamada a la API de sigfox para actualizar: https://api.thingspeak.com/update.json?api_key=writeapikey&field2={customData#humidity}&field1={customData#temperature}
El callback es:
Este es un esquema de lo que estamos haciendo:
Lo que hago es desde el backend de sigfox es reenviar los datos a la plataforma IoT:
Desde thingspeak hay que configurar un canal con los campos temperatura y humedad y podemos dar una vista pública que puede verse en https://thingspeak.com/channels/440162
Imágenes y más información en:
Aprendiendo Arduino 