Wetterdaten online GND 3,3V VIN CLK MISO MOSI CS VBEN IRQ GND V D13 D12 D11 D10 D5 D3. Arduino

Transkript

1 Wetterdaten online Im Folgenden wird eingehend erklärt, wie Daten eines Temperatur- und Luftfeuchtesensors über das Internet gespeichert und von dort zu jeder Zeit und von jedem Ort abgerufen werden können. Für die Realisation werden eine Online-Datenbank und eine Internetpräsenz (Website, Domain) benötigt. Die Datenverbindung wird mit der unten abgebildeten Hardware ermöglicht: ein Arduino UNO, ein I2C-LCD-Display, ein WiFi-Breakout-Modul der Firma Adafruit, ein DHT22 Temperatur-und Feuchtesensor sowie ein 4,7 Kiloohm Widerstand. Wie die Teile mit Hilfe von Steckbrücken verbunden werden müssen, zeigt die Abbildung und die nachfolgende Zusammenstellung der Pin-Belegung. WiFi-Modul Arduino 3,3V VIN CLK MISO MOSI CS VBEN IRQ V D13 D12 D11 D10 D5 D HT22 Pin 1 Pin 2 Pin 3 Pin 4 Arduino +5V D7 --- LCD-Display VCC SDA SCL Arduino +5V A4 A5 Der Datenausgang des HT22 (Pin 2) wird sowohl mit dem digitalen Pin 7 als auch über den 4,7 Kiloohm-Widerstand mit +5V auf dem Arduino-Board verbunden. Die zur Programmierung benötigten Libraries LiquidCrystal_I2C_AvrI2C, DHT-sensorlibrary-master und Adafruit_CC3000_Library-master können als Zip-Dateien hier heruntergeladen werden.

2 Programmcode #include <LiquidCrystal_I2C_AvrI2C.h> #include <AvrI2c_Greiman.h> #include <Adafruit_CC3000.h> //#include <Adafruit_CC3000_Server.h> //#include <ccspi.h> #include <SPI.h> #include "DHT.h" LiquidCrystal_I2C_AvrI2C lcd(0x27, 16, 2); /********************************************************************* Pin-Belegung am WiFi-Modul **********************************************************************/ #define ADAFRUIT_CC3000_IRQ 3 // Interrupt-Pin #define ADAFRUIT_CC3000_VBAT 5 // VBEN #define ADAFRUIT_CC3000_CS 10 // CS /********************************************************************* WiFi-Zugangsdaten **********************************************************************/ #define WLAN_SSID "FRITZ!Box 6490 Cable" // Name des WLAN-Netzes #define WLAN_PASS " "// WLAN-Passwort #define WLAN_SECURITY WLAN_SEC_WPA2 // Art der Verschlüsselung, hier WPA2 /******************************************************************** Anschluss-Pin des DHT22-Sensors festlegen *********************************************************************/ #define DHTPIN 7 // Digitaler Pin, an dem der DHT-Sensor angeschlossen ist #define DHTTYPE DHT22 // Typ des DHT Sensors, hier DHT22 /******************************************************************** Erzeugen von Instanzen für den DHT-Sensor und CC3000 Chip auf dem WiFi-Modul *********************************************************************/ DHT dht(dhtpin, DHTTYPE); Adafruit_CC3000 cc3000 = Adafruit_CC3000(ADAFRUIT_CC3000_CS, ADAFRUIT_CC3000_IRQ, ADAFRUIT_CC3000_VBAT, SPI_CLOCK_DIV2); /******************************************************************* Zugangsdaten für die Internet-Präsenz und ggfs. Verschlüsselung festlegen

3 ********************************************************************/ #define WEBSITE " // URL der Domain einfügen #define WEBPAGE "/Wetterstation/insertValues.php" // Unterordner und Name der die aufgerufen werden soll #define privatekey "abc123" // Eine Verschlüsselung ist möglich, aber nicht zwingend nötig uint32_t ip; // IP Adresse des Servers wird im setup() mit gethostbyname aus der URL ermittelt long previousmillis = 0; long interval = 1; // Upload-Interwall in Minuten int h; // Luftfeuchte int t; // Temperatur // Datei angeben, void setup(void) interval = interval * 1000 * 60; // Das in Minuten angegebene Interwall in Millisekunden umrechnen /*********************************************************************** Anzeigen für das LCD-Display festlegen ************************************************************************/ lcd.begin(); lcd.setcursor(0, 0); lcd.println(f("wireless-station")); lcd.setcursor(0, 1); lcd.println(f("starte CC ")); if (!cc3000.begin()) lcd.println(f("anschl. korrekt?")); while (1); if (!cc3000.connecttoap(wlan_ssid, WLAN_PASS, WLAN_SECURITY)) lcd.println(f("fehlgeschlagen!!")); while (1); lcd.clear(); lcd.println(f("wifi-verbindung! "));

4 // Auf DHCP warten, um über die IP-Adresse die Website zu ermitteln while (!cc3000.checkdhcp()) delay(1000); ip = 0; // Die Website auf dem Display anzeigen lcd.clear(); lcd.print(website); lcd.print(f(" ")); while (ip == 0) if (!cc3000.gethostbyname(website, &ip)) lcd.println(f("fehler!")); delay(500); cc3000.printipdotsrev(ip); lcd.println(); void loop(void) unsigned long currentmillis = millis(); if (currentmillis - previousmillis > interval) previousmillis = currentmillis; // Temperatur und Luftfeuchte ermitteln h = dht.readhumidity(); t = dht.readtemperature(); // Messwerte ausgeben lcd.print(f("temperatur: ")); lcd.println(t); lcd.print(f("luftfeuchte: ")); lcd.println(h); lcd.println(""); /******************************************************************** Messwerte an Server senden und Antworten des Servers ausgeben ********************************************************************/

5 send_request(t, h); delay(1000); void send_request(int t, int h) // Verbindung zum Server herstellen Adafruit_CC3000_Client client = cc3000.connecttcp(ip, 80); // Anfrage senden if (client.connected()) client.fastrprint(f("get ")); client.fastrprint(webpage); client.fastrprint(f("?private_key=")); client.fastrprint(privatekey); client.fastrprint("&temp="); client.print(t); client.fastrprint("&hum="); client.print(h); client.fastrprint(f(" HTTP/1.1\r\n")); client.fastrprint(f("host: ")); client.fastrprint(website); client.fastrprint(f("\r\n")); client.println(); else lcd.println(f("verbind. fehlg. ")); // Antwort vom Server ausgeben while (client.connected()) while (client.available()) char c = client.read(); lcd.print(c); // Verbindung zum Server schließen client.close();

6 lcd.clear(); lcd.setcursor(0, 0); lcd.print("verbindung"); lcd.setcursor(4,1); lcd.print("geschlossen!"); PHP-Script zum Übertragen der Sensordaten des DHT22 in die Datenbank InsertValues.php <?php header('content-type: text/plain'); include("includes/mysqli.inc.php"); $humi $temp = mysqli_escape_string($db, $_GET['hum']); = mysqli_escape_string($db, $_GET['temp']); $DATUM = date("y-m-d H:i:s"); $sql="insert INTO `arduino_wetterstation` SET `Luftfeuchte` = '".$humi."', `Temperatur` = '".$temp."', DatumZeit = '".$DATUM."'"; if (!mysqli_query($db,$sql)) die('error: '. mysqli_error($db)); else echo ("Data stored in database");?>

7 PHP-Script mit den Zugangsdaten mysqli.inc.php <?php if ( FILE == $_SERVER['SCRIPT_FILENAME']) exit('no direct access allowed.'); //Datenbank Zugangsdaten $DB_SERVER = "localhost"; $DB_NAME = "DATENBANKNAME"; $DB_USER = "DATENBANKUSER"; $DB_PASSWORD = "DATENBANKPASSWORT"; $db = new mysqli($db_server, $DB_USER, $DB_PASSWORD, $DB_NAME); if (mysqli_connect_errno()) printf("verbindung fehlgeschlagen: %s\n", mysqli_connect_error()); exit(); mysqli_set_charset($db,"utf8");?> PHP-Script für das Auslesen und Anzeigen der Sensordaten index.php <?php include("includes/mysqli.inc.php"); function MySQLDateTimeToDateTime($datumzeit) $OLDDATA = explode(" ",$datumzeit); $OLDDATE = explode("-",$olddata[0]); $OLDTIME = explode(":",$olddata[1]);

8 $datum = $OLDDATE[2].".".$OLDDATE[1].".".$OLDDATE[0]; $zeit = $OLDTIME[0].":".$OLDTIME[1]; $ausgabe = $datum.', '.$zeit; return($ausgabe); $q_values = $db->query("select Luftfeuchte, Temperatur, DatumZeit FROM `arduino_wetterstation` ORDER BY DatumZeit DESC LIMIT 0, 1"); if(mysqli_num_rows($q_values) > 0) $r_values = $q_values->fetch_object(); // Wert aus Datenbank auslesen $datu = MySQLDateTimeToDateTime($r_values->DatumZeit); $temp = $r_values->temperatur; $humi = $r_values->luftfeuchte; echo "Arduino-Wetterstation"; echo "<div>******************</div>";?> echo "<div>temperatur = $temp </div>"; echo "<div>luftfeuchte = $humi</div>"; echo "<div>datum, Zeit = $datu</div>";

9 Wie übers Internet auf die Sensordaten zugegriffen werden kann Zum Auslesen der Datenbank wird eine Internet-Ressource (Website, Homepage, Domain) benötigt, die über eine dazu passende Internet-Adresse (Uniform Resource Locator URL) erreicht werden kann. Dort müssen die Dateien index.php und insertvalues.php sowie der Ordner includes gespeichert sein, der die Datei mysqli.inc.php enthält. Wählt man sich beispielsweise mit einen FTP-Client an dieser Stelle ein, ergibt sich eine Anzeige wie in der Abbildung links: Das Ordnersymbol mit den zwei Punkten besagt, dass sich die Inhalte in einem eigenen Ordner befinden. Wird nun von einem beliebigen Computer diese URL angewählt, wird index.php gestartet und über die in insertvalues.php festgelegte Routine die letzten in der Datenbank abgelegten Werte ausgelesen und zur Anzeige gebracht. Die Datei mysqli.inc.php liefert dazu die nötigen Zugangsberechtigungen.