Wetterstation
Die Einbindung der Wetterdaten folgt demnächst auf dieser Seite!
Hallo,
wir sind Schüler der Klasse 13 des Technischen Gymnasiums mit Profilfach Umwelttechnik. Im Informatikunterricht haben wir das Projekt Wetterstation umgesetzt. Ziel war es, die Messdaten für Luftfeuchtigkeit und Temperatur zu erfassen, abzuspeichern und grafisch aufzubereiten.
Verwendet haben wir moderne Techniken, die auch in der Industrie im Bereich des IoT (Internet of Things) üblich sind – die Programmiersprache C++, die µC-Programmierung, die Funktechnik LoRa und das Protokoll MQTT.
Konkret haben wir sie so eingesetzt: Die Messwerte erfasst ein Micro Controller (µC) vom Typ ESP32. Damit die kleine Solarzelle und der Akku zur Versorgung ausreichen, wacht er nur alle 2 Minuten auf, nimmt die Messdaten auf und überträgt sie mit einer sehr energiesparenden Funktechnik (LoRa). Danach schaltet er sich wieder aus. Um die Übertragungszeit kurz zu halten, werden die Daten vor der Übertragung codiert, sodass pro Messung nur 4 Bytes an Daten gesendet werden müssen.
Bei uns im BSW steht ein zweiter µC, der die Daten empfängt und wieder decodiert. Dieser zweite µC ist per WLAN mit dem Internet verbunden und schickt die Daten weiter an einen MQTT-Broker; MQTT ist ein Protokoll, das für asynchrone Messdatenübertragung optimiert ist.
Eine grafikfähige Datenbank (Grafana) holt die Daten aus dem MQTT-Broker ab, bereitet sie grafisch auf und bietet das Diagramm im Internet an. Der Server unserer Webseite bindet dann dieses Diagramm ein, sodass die Messdaten auf unserer Homepage zu sehen sind.
Hintergrundinfo
Wir haben im Rahmen dieses Projekts erstmals die Programmiersprache C++ kennengelernt und Grundlagen der C++-Programmierung erarbeitet. Unsere Programme haben wir auf den beiden µC erstellt und die Daten bis zum MQTT-Broker übertragen.
Weitere Inhalte in diesem Projekt:
- Programmieren eines Micro Controllers (µC)
- Die Funktechnik LoRa als kostenlose, energiesparende Alternative zu WLAN und GSM (Handy-Netz)
- Codieren von Daten zur Übertragung
- Nutzung des Internets jenseits von Websites – das MQTT-Protokoll läuft ganz normal über das Internet, aber unabhängig von irgendwelchen Webseiten
Der Übertragungsweg
