De ontwikkelingen gaan op meerdere fronten volop door zoals de nieuwe versie van de sensor en ook de verwerking van de data aan de ‘achterkant’ of wel de servers met FIWARE als basis.
De sensor als Wifi variant met de PMSA003 (fijnstofsensor) en de BME280 (temperatuur, luchtvochtigheid en luchtdruk), is verder doorontwikkeld met als belangrijkste verbeteringen:
- NodeMCU als verwerkingseenheid voor verwerken en versturen van de data
- Ventilator voor continue luchtdoorstroming
- Optimalisatie van de software
- Meer meetberichten per minuut
- Realtime Kalibratie
- Databuffer voor opvang tijdelijke Wifi onderbreking
- Update mogelijkheid van software via netwerk
- Koppeling met Fiware
- Resultaten
Verwerkingseenheid
Dit keer wordt de NodeMCU ingezet als verwerkingseenheid voor de data van de gekoppelde sensoren. De NodeMCU wordt veel gebruikt voor dit soort toepassingen en blijkt prima te voldoen.
Luchtdoorstroming
Een goede luchtdoorstroming is van belang voor stabiele metingen. Vooral bij windstil weer is er simpelweg te weinig beweging in de lucht om de sensor die in een kastje ingesloten zit, te voorzien van ‘verse’ lucht. Door toepassen van een ventilator wordt de luchtstroom in alle omstandigheden continue gehouden.
Optimalisatie software
De computer in het sensorkastje (in dit geval de NodeMCU) kent vele mogelijkheden maar is natuurlijk niet te vergelijken met de computer welke op uw bureau staat. Denk daarbij aan verwerkingskracht, beschikbaar geheugen maar vooral ook stabiliteit door allerlei interne controles en beveiligingsopties waar een NodeMCU simpelweg te klein voor is. Dat heeft tot gevolg dat je bij het programmeren rekening moet houden met allerlei situaties en moet zien te voorkomen dat er een verstoring voordoet. Met de huidige versie is dat heel goed gelukt. Veel ‘bugs’ zijn gesneuveld en de stabiliteit is sterk toegenomen.
Meer meetberichten per minuut (experimenteel)
Als experiment is gekozen om vaker per minuut een meetbericht te versturen. Het was 1x per minuut en nu naar 3x per minuut.
Ongeveer een keer per seconde geeft de PMSA003 fijnstofsensor een meetwaarde af welke per 20 seconden wordt gemiddeld en dan verstuurd naar de server.
Waarom? Een langere periode tussen meetmomenten geeft een rustiger beeld in grafieken maar zal ook voor afvlakken van de pieken zorgen. Een korte periode geeft in de grafiek veel ‘ruis’ en word daarmee minder duidelijk maar laat daarmee wel meer details zien. Die details zijn juist interessant om de grilligheid van bijvoorbeeld houtrook in beeld te kunnen brengen en een minuut is dan al erg lang.
Realtime kalibratie
Geen enkele sensor geeft een 100% juiste waarde en zelfs met sensoren van hetzelfde type/model zijn verschillende resultaten te verwachten. Met het Visibilis project hebben we daarmee veel ervaring opgedaan en proberen die in te zetten bij de ontwikkeling van dit soort sensoren. In deze sensor is een eerste en experimentele optie ingebouwd om de sensor online van parameters te voorzien waarmee de meetwaarden realtime gekalibreerd kunnen worden. Temperatuur en luchtvochtigheid spelen daarbij een belangrijke rol.
Het is een eerste stap maar de verwachtingen zijn hoopvol. Doel is natuurlijk om de kwaliteit en betrouwbaarheid van de meetresultaten te verbeteren.
Databuffer voor meetresultaten
Een verbinding met Wifi is niet optimaal. Verstoring van de verbinding komt regelmatig voor en zeker als de sensor wat verder van een accesspoint verwijderd is. Om kleine verstoring van de verbinding te overbruggen wordt een buffer toegepast welke de meetresultaten tijdelijk vasthoudt en even later opnieuw een poging doet. De vertraging wordt met het meetbericht meegegeven zodat de server het tijdstip van de meting daarmee kan corrigeren.
Updaten van software via het netwerk
Het is nu mogelijk om de software in het sensorkastje via het netwerk van een nieuwe versie te voorzien. Verbetering kunnen op deze manier eenvoudig worden doorgevoerd.
FIWARE
De nieuwe sensor stuurt zijn data nu direct naar een service welke gekoppeld is aan een Fiware Context Broker. Dat wil zoveel zeggen als dat de meetdata opgeslagen wordt in een systeem volgens Europese standaards voor toepassing in het SmartCity concept.
De ontwikkelingen van het systeem staan natuurlijk niet stil en wat op de roadmap staat zijn o.a. autorisatie en optimalisatie dataopslag om snelle gegevens bevraging mogelijk te maken tbv. visualisaties zoals grafieken en kaarten.
Resultaten
