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太陽能/風能自持物聯網開源分享

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資料介紹

描述

介紹

該項目研究使用太陽能或風能為傳感器供電，并將其價值傳輸到云服務，采用部署后不用管的方法。

它遵循Liquid Electricity項目中提出的想法，使用 Blues Wireless 的 WiFi Notecard 將數據傳感器、電池和電源數據傳輸到Adafruit.io云服務。

材料

以下是收集傳感器數據并通過Notehub.io傳輸到云服務的核心系統材料

1 / 7

核心系統

核心系統分為兩個主要任務：電源/傳感器監控和數據傳輸到云端。

我們使用 Adafruit FeatherWing Doubler 將 ESP32 V2 微控制器（主機）連接到 Adafruit FeatherWing INA219 以監控發電。它還通過 I2C 連接到 Adafruit LC709203F 以監控電池狀態，最后通過 I2C 連接到 OLED 顯示器以更新狀態。

數據流如此鏡像所顯示。

傳感器和監控數據由 ESP32 主機獲取并格式化，然后傳輸到記事卡 WiFi，后者將其發送到Notehub.io ，并從那里路由到其目的地Adafruit.io。

系統每 10 秒采樣一次數據并將其發送到 Notehub.io。每分鐘都會通過 MQTT 路由將示例數據發送到Adafruit.io 。

有效負載經過 JSON 編碼并通過 JSONATA 進行轉換以傳送到云服務；有關更多信息，請參閱使用 JSONATA 進行路由和數據格式化部分。

Notehub.io 設置

將數據發送到 Notehub 是一件輕而易舉的事情。

有效負載包含三組數據。燈的亮度，電池和電源組。

明亮的亮度...

電池組包含電池百分比、溫度和電壓，來自 LC709203 電池監控器。

電源組由總線電壓、電流、負載、分流和功率數據組成，來自 INA219 器件。

太陽能基地系統具有以下有效載荷。

//Light data.
lightRead(&lightDataRecord);
J *light = JCreateObject();
JAddNumberToObject(light, "lum", lightDataRecord.lum);
JAddNumberToObject(light, "ir", lightDataRecord.ir);
JAddNumberToObject(light, "full", lightDataRecord.full);
JAddNumberToObject(light, "visible", lightDataRecord.visible);
JAddNumberToObject(light, "lux", lightDataRecord.lux);
JAddItemToObject(body, "light", light);
//Battery monitor data
J *battery = JCreateObject();
readBattery(batteryStatus, bufTemp, battery);
JAddItemToObject(body, "battery", battery);
//Water turbine power data
J *power = JCreateObject();
readPower(inPowerStatus, power);
JAddItemToObject(body, "power", power);
JAddItemToObject(req, "body", body);

The風電基地系統具有以下有效載荷。

//Air sensor data
readAirFlow(&airDataRecord);
J *air = JCreateObject();
JAddNumberToObject(air, "raw", airDataRecord.raw);
JAddNumberToObject(air, "mtspersec", airDataRecord.mtspersec);
JAddNumberToObject(air, "mph", airDataRecord.mph);
JAddItemToObject(body, "air", air);
//Battery monitor data
J *battery = JCreateObject();
readBattery(batteryStatus, bufTemp, battery);
JAddItemToObject(body, "battery", battery);
//Wind turbine power data
J *power = JCreateObject();
readPower(inPowerStatus, power);
JAddItemToObject(body, "power", power);
JAddItemToObject(req, "body", body);

有效負載每 10 秒發送一次到 Notehub.io，并通過 MQTT 路由器每分鐘發送一次到Adafruit.io 。

Notehub.io 路由和數據格式化

一開始，我為負載中的每個數據組件創建了一個路由（如下所示），但這是Adafruit.io服務的過載。

然后，我了解到Adafruit.io可以處理作為 JSON 對象傳遞的數據組。使用這種格式，我能夠將路由數量減少到 3 條，并將有效負載中傳遞的組數據保持在一起。

需要使用 JSONATA 格式化數據，下面是每個路由的 JSONATA 代碼：分別是 AdafruitFlow、AdafruitPower 和 AdafruitBattery。

太陽能有效載荷如下：

LIGHT
{ "feeds":{
  "light.lum": body.light.lum,
  "light.ir": body.light.ir,
  "light.full": body.light.full,
  "light.lux": body.light.lux,
  "light.visible": body.light.visible},
  "location": {
    "lat": 0.0,
    "lon": 0.0,
    "ele": 0.0
  }}

POWER  
  { "feeds":{
  "power.busvoltage": body.power.Bus,
  "power.current": body.power.Current,
  "power.load": body.power.Load,
"power.shunt": body.power.Shunt,
"power.power": body.power.Power},
  "location": {
    "lat": 0.0,
    "lon": 0.0,
    "ele": 0.0
  }}

BATTERY
  { "feeds":{
  "battery.batterypercentage": body.battery.Percent,
  "battery.batterytemperature": body.battery.Temp,
  "battery.batteryvoltage": body.battery.Voltage},
  "location": {
    "lat": 0.0,
    "lon": 0.0,
    "ele": 0.0
  }}

The風電有效載荷如下：

WIND
{ "feeds":{
  "air.raw": body.air.raw,
  "air.mps": body.air.mtspersec,
  "air.mph": body.air.mph},
  "location": {
    "lat": 0.0,
    "lon": 0.0,
    "ele": 0.0
  }}

POWER  
  { "feeds":{
  "power.busvoltage": body.power.Bus,
  "power.current": body.power.Current,
  "power.load": body.power.Load,
"power.shunt": body.power.Shunt,
"power.power": body.power.Power},
  "location": {
    "lat": 0.0,
    "lon": 0.0,
    "ele": 0.0
  }}

BATTERY
  { "feeds":{
  "battery.batterypercentage": body.battery.Percent,
  "battery.batterytemperature": body.battery.Temp,
  "battery.batteryvoltage": body.battery.Voltage},
  "location": {
    "lat": 0.0,
    "lon": 0.0,
    "ele": 0.0
  }}