Node-RED und die Meta Daten der Nodes

Wir haben nun schon die Nucleon Wetter Nodes in einem Node-RED Flow, so das diese ihre Wetter Daten in die InfluxDB senden. Jeder Node liefert aber auch noch eine Handvoll Meta Daten über den Standort und interessante Daten zur Übertragung. Diese Daten wollen wir natürlich auch aufbereiten und zur Anzeige bringen.

Übersicht des vollständigen Flows mit Meta Daten

Der oben gezeigte Node-RED Flow ist das Ziel dieses Beitrags. Wir werden auch hier jeden Node besprechen so das am Ende ein Nachbau in der eigenen Node-RED Instanz möglich wird.

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Node-RED und der Wetter-Flow für den BaseNode

Wir haben im Artikel Node-RED zur Verarbeitung der TTN Daten unsere Node-RED Umgebung eingerichtet, jetzt werden wir die ersten Schritte gehen um aus dem The Things Network (TTN) die ersten Daten abzuholen.

Grundlegende Funktionsweise

Node-RED arbeitet mit grafischen Ablaufplänen den sogenannten Flows. In diesen Flows werden diverse Nodes eingesetzt die unterschiedliche Funktionen beinhalten. Im folgenden werde ich die verwendeten Nodes vorstellen.

Die verwendeten Nodes in Node-RED

Der Wetter Flow in der Übersicht
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Node-RED zur Verarbeitung der TTN Daten

Die Node-RED Plattform eignet sich hervorragend um schnell Daten von A nach B zu bekommen und sie zwischen durch anzupassen, transformieren oder mit anderen Daten anzureichern, als sie auch auf unterschiedliche Datensenken zu verteilen.

Ein klassischer ETL Prozess mit grafischer Oberfläche.

Die Einrichtung der Datenbanken können wir an anderer Stelle mal genauer besprechen, hier soll es erst einmal um Node-RED gehen.

Installation

Node.js und npm

Um Node.JS auf dein System zu installieren gibt es viele Möglichkeiten, ich möchte an dieser Stelle die Installation unter Debian kurz erklären. Wer schon die aktuelle Version von Node.JS und npm laufen hat kann zur Installation von Node-RED weiter gehen.

Du musst Node.js PPA zu deinem System hinzufügen, welches auf der offiziellen Website von Nodejs bereitgestellt wird. Wir müssen auch das Software-Properties-Common-Paket installieren, falls es nicht bereits installiert ist. Du kannst entweder die aktuelle Version Node.js oder die LTS-Version installieren.

Eine gute Idee ist es auch für Node-RED einen eigenen User anzulegen, da einige Nodes nicht sauber installiert werden können wenn Node-RED unter root installiert wurde. Grade beim RaspberryPI sind Probleme bekannt wenn Node-RED unter dem User pi installiert ist.

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Wettermonster eine Anleitung für die eigene Wetterstation

Einfach, Günstig, Gut…

…das ist die Idee hinter Wettermonster. Jeder Interessierte soll die Möglichkeit bekommen, selbst eine Wetterstation zu betreiben.

So wirbt Wettermonster auf ihrer Seite und hält das Versprechen auch ein.

Jan Dopheide hat im Rahmen einer Jugend-forscht-AG an seiner Schule und des Wettbewerbs Schüler experimentieren eine Wetterstation gebaut und im Nachgang dann die Webseite aufgebaut in der sehr gut erklärt wird wie man zu einer eigenen Wetterstation kommt.

Wir haben uns im Verein Nucleon e.V. nun zum Ziel gesetzt diese Wetterstation zu einer autonom arbeitenden LoRaWAN Wetterstation auszubauen. Das interessante an der Seite ist das neben dem Tutorial auch eine Karte mit den Stationen aufgebaut wurde an die man dann seine Daten senden kann. Da der verwendete MCU seine Daten aber mittels WLAN an die Seite sendet haben wir eine kleine Schnittstelle bauen müssen um die Daten unserer Stationen über LoRaWAN, dem The Things Network und Node-RED dann auch zu Wettermonster senden können.

Dieses werden wir hier nun näher beschreiben.

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Workshop LoRaWAN Grundlagen

17.11.2018 09:00 Uhr

Neun Teilnehmer haben sich in Havetoft in den Räumlichkeiten des Elisabeth Heim, eingefunden und möchten etwas über die LoRaWAN Grundlagen erfahren, einen BaseNode bauen, diesen Programmieren und die Ergebnisse via Node-RED und der InfluxDB in Grafana angezeigt bekommen.

Ein hartes Stück Arbeit um es bis 18:00 Uhr zu schaffen.

Frisch an die Arbeit, nicht viel Zeit verlieren um möglichst schnell ans basteln unseres BaseNode zu kommen. Wir wollen ja alle ein interessantes Stück Technik mit nach hause nehmen.

Frank hat eine Präsentation zu den Grundlagen der LoRaWAN Technik vorbereitet, ohne diese wird man die nächsten Schritte nicht so einfach nachvollziehen können. „Workshop LoRaWAN Grundlagen“ weiterlesen

TTN Sensor Daten an openSenseMap.org versenden

Nach dem mein Mini Node nun schon gut 3 Monate ohne Probleme seine Messdaten über das TTN (TheThingsNetwork) an unsere Datenbank versendet war es an der Zeit diese Daten auch auf die openSenseMap zu bringen.

Die openSenseMap ist eine offene Plattform um dort unterschiedliche Sensoren auf einer Karze anzeigen zu lassen. Diese Karte ist als Visualisierungspattform für die openSenseBox entstanden und kann von jedem mit Daten versorgt werden. So entsteht ein dichtes Sensoren-Netzwerk welches von Bildungseinrichtungen und Privatpersonen betrieben wird. „TTN Sensor Daten an openSenseMap.org versenden“ weiterlesen

Unsere Infrastruktur ist aufgebaut

Nun ist ja schon einige Zeit vergangen und wir haben unsere Ersten Erfahrungen mit IoT und LoRaWAN gemacht.

Mittlerweile gibt es 3 aktive Gateways hier im Norden und zwei weitere Gateways sind auf dem Weg zu uns. Jetzt benötigten wir noch eine Möglichkeit unsere gewonnenen Daten zu sichern und anzuzeigen. Das sichern übernimmt eine InfluxDB die auf einem Server des Freifunk SL-FL läuft. Die Anzeige der Daten wird mittels der bei Freifunk SL-FL vorhandenen Grafana Installation erledigt.

Damit wir unsere Daten von den Nodes holen und diese dann aufbereiten sowie sichern können haben wir eine zentrale Node-Red Installation erstellt. Diese Node Red Installation dient dem Prototyping so wie der Schulung. Leider kann Node-Red zur Zeit noch keine sinnvolle Nutzerverwaltung,  somit müssen wir lokal entweder einen Raspberry PI oder einen Futro vorhalten der dann die entwickelten Anwendungen betreibt. Wir hoffen das dieses dann in der nächsten Node-Red Version nicht mehr notwendig sein wird.

Node Red ist unter https://node-red.iot-usergroup.de zu erreichen, der User zum schauen ist „viewer“ mit dem Passwort „betrachter

Die Daten können an die InfluxDB gesendet werden

Node mit Wetterdaten

Host: influx.iot-usergroup.de
Port: 8086
Database: ttndb
User: ttn
Passwort: slfl

Node mit Feinstaubdaten

Host: influx.iot-usergroup.de
Port: 8086
Database: feinstaub
User: ttn
Passwort: slfl

Auf dem nächsten Stammtisch werden wir uns über eine Nomenklatur einigen so das wir dann auch eine ordentliche Datenbasis schaffen können die geografische Daten beinhaltet und so einen Rückschluss ermöglicht wo diese Daten erfasst worden sind.

Die beiden Datenbanken sind nun aber schon mal nutzbar, eine Beschreibung der Node-Red Flows und die entsprechende Auswertung und Anzeige in Grafana folgt noch.