الأرصاد الجوية الشخصية: 5 خطوات

2024 مؤلف: John Day | [email protected]. آخر تعديل: 2024-01-30 07:37

هل تساءلت يومًا ما إذا كان خبير الأرصاد الجوية يقول الحقيقة أم متى؟ هل تريد طريقة سرية ورخيصة وسريعة لتكون خبير الأرصاد الجوية الخاص بك … وربما مشروعًا صغيرًا؟ لا مزيد من البحث! سيتتبع هذا الجهاز البسيط أحوال الطقس من أي مكان تريده ويمنحك القدرة على مراقبة هذا الطقس بلمسة زر واحدة.

سيعطيك هذا المشروع بعض التدريبات مع Flask و Raspberry Pis ومستشعرات GPIO و HTML! ليس فقط من الممتع البناء ولكن لديها الكثير من الفوائد. قد يكون اختصاصي الأرصاد عاطلاً عن العمل …

اللوازم

• Raspberry Pi 3
• بطاقة مايكرو التنمية المستدامة
• 1 سلك ضخم
• 4 أسلاك ذكر لذكر
• مستشعر 1 DHT11
• 1 بطارية

إذا كنت تخطط لأن تكون خبير أرصاد جوية موثوق به لمواقع متعددة ، فاضرب كل من الإمدادات بعدد الأجهزة التي ستحتاجها. ومع ذلك ، سيختلف رمز دعم أجهزة متعددة. إذا كنت بصدد بناء / اختبار هذا الجهاز ، فليس من الضروري أن يكون لديك ما يلي … ومع ذلك ، فمن المؤكد أنه سيكون مفيدًا للغاية.

• شاشة كمبيوتر
• لوحة مفاتيح USB
• طقم شحن Micro USB

الخطوة 1: الأسلاك

باستخدام Raspberry Pi ، نحتاج إلى دمج المستشعر الرئيسي في مصدر طاقة Raspberry Pi حتى يتمكن من إجراء القياسات التي نحتاجها. المستشعر الرئيسي المستخدم في هذا المشروع ، في الصورة أعلاه ، يسجل درجة حرارة ورطوبة البيئة المادية المحيطة. يمكنك استخدام لوح توصيل أو أي جهاز تثبيت آخر لوضع هذا المستشعر وتشغيل أسلاكنا من خلاله أو ببساطة توصيله عبر أسلاك من أنثى إلى أنثى مباشرة إلى المسامير الموجودة على جهاز Raspberry Pi.

باتباع مخطط الأسلاك الموضح أعلاه لتوصيل المستشعر بشكل صحيح بـ Raspberry Pi. لاحظ أن هناك حاجة إلى مصدر طاقة أو حزمة بطارية أو بالقرب من مقبس الحائط.

الخطوة 2: الإعداد

تهانينا ، تم تجميع أجهزتك!

سنبدأ الآن العمل مباشرة مع Raspberry Pi وبرنامج المشروع. يمكن القيام بكل ما يلي على Raspberry Pi باستخدام لوحة مفاتيح وشاشة أو عبر SSH. المكتبات التالية ضرورية لضمان إمكانية تشغيل جميع البرامج على Raspberry Pi الخاص بك. استخدام أمر "تثبيت النقطة" للسماح لبرنامجك باستخدام المكتبات التالية لاحقًا:

• الطلبات
• RPi. GPIO
• قارورة
• قيمة flask_restful
• flask_wtf
• wtforms

لاحظ أن الطقس قد يتغير عدة مرات أثناء تثبيت هذه المكتبات … تحلى بالصبر ، فأنت قريب جدًا من إطلاق العنان لقدراتك في مجال الأرصاد الجوية!

الآن بعد أن قمت بتثبيت جميع مكتباتك ، دعنا نتعرف على Flask ، وهو إطار عمل خفيف الوزن يسمح بالاتصال البسيط بين العقد في بيئة مشروعنا. في هذا المشروع ، يصبح Raspberry Pi خادمًا. يمكنك الشعور بالراحة مع Flask من خلال مثال التطبيق البسيط هنا.

الخطوة 3: الكود والتشغيل

الآن بعد أن قمت بتجميع مكتبات الأجهزة والبرامج ، فأنت جاهز لبدء إنشاء ملفات المشروع.

الخادم: في هذا المشروع ، يعمل Raspberry Pi المتصل بالمستشعر كخادم. ينتظر الخادم أن يكمل المستخدم طلب نشر لدرجة الحرارة والرطوبة و / أو الرسم البياني. أنشأنا قوالب HTML تم تكوينها للتفاعل بشكل صحيح مع طلب التطبيق لدرجة الحرارة أو الرطوبة أو الرسم البياني أو أي مجموعة من الثلاثة (راجع مجلد النموذج). بمعنى أنه إذا كان المستخدم يريد فقط درجة الحرارة فلن يرى أي شيء يتعلق بالرطوبة بخلاف خيار النموذج للحصول على قراءة الرطوبة. بمجرد إنشاء المنشور ، يجمع الخادم المعلومات من المنشور وينفذ الإجراء الذي طلبه المستخدم. يحصل مستشعر DHT على القراءات التي يتم تخزينها بعد ذلك وتمريرها كوسيطة قاموس باستخدام نموذج html الجديد الذي نعرضه. يقوم الخادم أيضًا بتخزين تلك القراءات لإنشاء رسم بياني للقراءات السابقة عند طلب المستخدم.

التطبيق: يرسل التطبيق طلبات HTTP إلى خادم Flask لاسترداد درجة الحرارة والرطوبة والتمثيل المرئي لدرجات الحرارة والرطوبة لآخر أربعة وعشرين طلبًا تم تعيينها من النموذج بناءً على طلب المستخدم. يستخدم التطبيق نموذج قارورة يحتوي على ثلاثة حقول إدخال منطقية لكل منها. يمكن للمستخدم تحديد مربع لأي مجموعة من الحقول الثلاثة التي يريدون رؤيتها. لا يمكنهم التحكم في أي شيء بخلاف نعم / لا يريدون رؤية تلك المعلومات. لقد أنشأنا ملف html فريدًا نستخدمه لتقديمه بناءً على طلب المستخدم. يتم ذلك بحيث تكون القراءات التي تظهر فقط هي التي يطلبها المستخدم. لا نريد أن يطلب المستخدم درجة الحرارة ونطلب منه إلقاء نظرة على قالب فارغ للرطوبة أو رسم بياني فارغ.

الخطوة 4: الاختبار

الجهاز يعمل من خلال الملف: mainsense.py. والذي يحضر ملف formSense.py الذي يحتوي على فئة Flask Form التي يستخدمها التطبيق. يعرض الخادم في البداية "sense.html" ثم ينتظر المستخدم لتقديم طلب. ثم ينتظر mainsense.py الحصول على قراءات من المستشعر في أي لحظة عندما يطلب طلب GET من التطبيق درجة الحرارة أو الرطوبة وتخزين القراءات الـ 24 السابقة من المستخدمين. هناك أيضًا خيار رسم بياني يمكن للمستخدم اختيار أي من الرسوم البيانية في القراءات السابقة ، على الأكثر 24 ، من إعداد المستخدم. يمكنك أيضًا أن ترى أن لغة html تتضمن فقط خيارات النموذج التي يمكن للمستخدم استخدامها لتقديم طلب آخر والقراءات التي طلبها المستخدم.

يجب أن تكون قادرًا بعد ذلك على الانتقال إلى URI / IP الصحيح وتعيين خط الاتصال المناسب بين التطبيق والخادم. يجب أن تحاول إرسال بعض طلبات GET الاختبارية والتأكد من استجابة المستشعر بشكل صحيح مع القراءات الصحيحة من المستشعر. ثم إذا كان برنامجك يتتبع الطقس بشكل صحيح على مدار الساعة ، فنحن مستعدون رسميًا لحذف الكابل - هذا إذا كنت متشبثًا بقناة الطقس!

الخطوة 5: التركيب

يعد تركيب الجهاز أمرًا بديهيًا جدًا. في الأساس ، عليك فقط التأكد من أن الجهاز متصل بحزمة البطارية أو بمأخذ الطاقة واستخدام شرائط الأوامر لتأمين الجهاز في الموقع الذي تريده لمراقبة الطقس.

ملاحظة: يجب وضع الجهاز مع المستشعر في مأمن من الظروف الجوية القاسية لموقعك. بمجرد اكتمال ذلك ، يجب أن تكون قادرًا على SSH في الجهاز والبدء في تشغيل الخادم. افتح موقع الويب واعلم أنك تحصل على أحدث قياسات الطقس من الموقع الذي تم وضع خادم Raspberry Pi فيه.