Mit Open-Source-Platinen Umgebungsvariable überwachen

| Autor / Redakteur: Mark Patrick * / Margit Kuther

Mehr als nur eine Wetterüberwachung

Wetterstation: Mithilfe entsprechender IoT-Services ist Open-Source-Hardware für fast jede Anwendung geeignet, von kleinen Wetterstationen bis hin zu industriellen Systemen zur Umgebungsüberwachung.
Wetterstation: Mithilfe entsprechender IoT-Services ist Open-Source-Hardware für fast jede Anwendung geeignet, von kleinen Wetterstationen bis hin zu industriellen Systemen zur Umgebungsüberwachung. (Bild: Mouser)

Temperatur und Luftdruck, die im Rahmen dieser Wetterstationsprojekte überwacht werden, sind grundlegende Umgebungsindikatoren, die in zahlreichen Kontexten von Nutzen sein können. Dazu zählen die Überwachung von Wachstumsbedingungen für Pflanzen, die Überprüfung der richtigen Aufbewahrungsbedingungen von verderblichen Waren, die Überwachung industrieller Prozesse oder die Erkennung von Höhenänderungen zu unterschiedlichen Zwecken wie Warenortung oder Aktivierung von Sicherheitssystemen.

Verschiedene Module mit dem MPL3115A2 Drucksensor-IC können mit Open-Source-Platinen genutzt werden – darunter die Adafruit 1893. Arduino-Bibliotheken für dieses kleine Sensor-Breakout-Board sind auf GitHub. Für Nutzer von BeagleBoard bietet das Projekt SensorCape für BeagleBoard- oder BeagleBone Black-Platinen ähnliche Funktionen in Kombination mit Mehrachsen-Bewegungserfassung sowie Infrarot- und Umgebungslichtmessung. Softwarebibliotheken und Hardwaredateien zur Nutzung von SensorCape stehen im Projektarchiv auf GitHub.

Wachstum durch IoT-Services

Ein kleines Projekt zur Umgebungsüberwachung, wie eine eigenständige Wetterstation oder ein Temperatur-/Drucksensor im Freien, kann ein unterhaltsamer Zeitvertreib sein. In professionellen Kontexten wie kommerzieller Anbau, intelligente Landwirtschaft, industrielle Prozesssteuerung oder Überwachung von Luftqualität und -verschmutzung sind jedoch Daten von einer Vielzahl von Sensoren in einem großen Gebiet bzw. von mehreren Industriestandorten oder Gebäuden erforderlich. Die Cloud ist ein wichtiger Verbündeter bei der Sammlung von Daten aus unterschiedlichen Quellen und kann bei der Auswertung der Ergebnisse im Hinblick auf sinnvolle Geschäftsentscheidungen helfen.

Kommerzielle IoT-Plattformen wie Watson von IBM sind nun auf Abonnementbasis für kleinere Projekte frei zugänglich. Sensoren auf Basis von Open-Source-Hardware können mit der Cloud verbunden werden, sodass Maker von leistungsstarken Datenverarbeitungsfunktionen profitieren.

Mit einem Abonnement für IBM Bluemix-Dienste können Nutzer ihre eigene Watson IoT-Plattform anpassen und ihre Sensoren verbinden, um Ereignisse über das Watson IoT-Dashboard grafisch darzustellen. In einem Online-Tutorial erklärt IBM Schritt für Schritt, wie Nutzer die IoT-Plattform implementieren, einen Raspberry Pi-Computer mithilfe des Installationsprogramms auf GitHub verbinden und Sensoren und Dienste konfigurieren können.

Der einfache Zugang zu Cloud-Diensten könnte der nächste Durchbruch für Maker sein. Die Udoo Cloud ermöglicht es Nutzern zum Beispiel, jedes Udoo-Board – wie die Platinen X86, Udoo Neo oder Udoo Quad/Dual – zusammen mit Zubehör wie Temperatur- oder Luftdrucksensoren anzuschließen und mit dem Internet zu verbinden, um ein komplettes IoT-System zu konfigurieren und zu verwalten. Die Plattform umfasst ein Dashboard zum Anzeigen des Systems, Hinzufügen von Sensoren sowie zur Statusüberprüfung.

Trigger ermöglichen das Senden einer SMS oder E-Mail, wenn ein Sensor einen bestimmten Wert anzeigt. Abbildung 2 zeigt eine mögliche Dashboard-Seite, auf der der Status mehrerer Sensoren überwacht werden kann. Um den Service zu nutzen, ist die Erstellung eines Benutzerkontos erforderlich. In der IoT-Onlinedokumentation von Udoo findet sich eine vollständige Anleitung für die Installation des IoT-Cloud-Client-Dienstes und die Registrierung der Platine in der Udoo Cloud.

Weniger anspruchsvoll ist die Übertragung von Daten von einem Umgebungssensor auf ein Smartphone oder eine Warnung bei Überschreitung eines Schwellenwerts, zum Beispiel wenn verderbliche Waren die zulässige Maximaltemperatur bei der Aufbewahrung oder Lieferung überschreiten oder Ressourcen (wie industrielle Werkzeuge oder Fahrzeuge) sich außerhalb eines Geo-Fence befinden. Die Interaktion mit einem Maker-Projekt – wie einem umgebungssensorbasierten Projekt mit Raspberry Pi oder Arduino – über ein Smartphone kann mit Plattformen wie Blynkerleichtert werden. Diese Plattform umfasst einen App-Builder für iOS- und Android-Geräte, mit dem typische Systemsteuerungselemente – Schaltflächen, Warnleuchten, Nachrichten usw. – einfach aus einem Menü ausgewählt und implementiert werden können.

Fazit: Open-Source-Hardware bietet Entwicklern schnelle und einfache Optionen für Sensoren zur Überwachung einer Vielzahl an Umgebungsbedingungen und Ereignissen – ob im Gartenbau und der Landwirtschaft, zur industriellen Überwachung oder für intelligente Städte und Klimaschutz. Diese Maker-orientierten Ökosysteme stellen nicht nur einen erschwinglichen Einstieg in die Entwicklung verbundener Sensoren dar – sie bilden dank zugänglicher Cloud-Dienste und einfacher Verbindungen mit Smartphones auch die nötige Grundlage für Entwickler, aus ihren Projekten professionelle IoT-Lösungen zu machen.

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* Mark Patrick ist Mitarbeiter von Mouser Electronics

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