Der Sommer steht vor der Tür und an der Mosel gibt es verschiedene Stellen, an denen man baden kann, wie beispielsweise direkt an der Mosel, an Badeseen oder in unterschiedlichen Schwimmbädern. Leider ist es an manchen Badeorten deutlich kälter als an anderen, da sie nicht den ganzen Tag von der Sonne erreicht werden. Damit alle Bewohner der Region die Möglichkeit haben, die Wasser- und Lufttemperaturen der unterschiedlichen Badeorte zu überprüfen, bittet uns die Kreisverwaltung, ein Gerät zur Überprüfung dieser Daten zu entwerfen und dieses an öffentlich zugänglichen Badestellen anzubringen. Jeder Bürger soll von zu Hause aus schauen können, an welchen Orten die perfekte Badetemperatur herrscht.

Die in der Thingspeak-Cloud gespeicherten Daten können wir über das "Make-Public"-Flag allen Interessierten weltweit zugänglich machen. Wir tragen damit einen kleinen Teil zur Open Data - Bewegung bei, deren Mission es ist, möglichst viele Daten für jedermann zugänglich und nutzbar zu machen. Nur leider lassen sich unsere Daten nur schwer finden. Wer nicht die URL des Thingspeak-Kanals kennt, der hat keine Ahnung von der Existenz und dem Kontext unserer Daten.

Thingspeak bietet sich nicht an, da auch ortsbezogene Daten preisgegeben werden sollen. Zudem sind die Daten nicht grundsätzlich für jedermann frei zugänglich.

Bei Umweltdaten haben wir in der Regel auch einen räumlichen Aspekt, der bei Thingspeak nur rudimentär berücksichtigt wird. Dieser hilft bei der Suche und Zuordnung der Daten. Ein solcher Bezug ist die Anwendungsdomäne für Umwelt- und Geoinformationssysteme. Diese ordnen die Daten gemäß der Koordinaten auf einer Landkarte ein und bieten so einen schnellen Zugang. Über diese Karte haben wir direkten Zugriff auf die jeweiligen Informationen. Zwei in Deutschland weit verbreitete Dienste werden im Folgenden durch die IoT-Werkstatt unterstützt:

Luftdaten.info betrieben durch das OK Lab (siehe Abbildung 1)

Das OK Lab Stuttgart widmet sich mit dem Citizen Science Projekt luftdaten.info der Feinstaub­messung. Tausende von Paten weltweit installieren selbst gebaute Messgeräte an der Außenwand ihres Hauses. Aus den übermittelten Daten generiert luftdaten.info eine sich ständig aktualisierende Feinstaub-Karte. So wird Feinstaub sichtbar…

OpenSenseMap.org betrieben von sensebox.de (siehe Abbildung 2)

Das Team des Schüler- und Forschungslabors GI@School am Institut für Geoinformatik sammelt seit mehreren Jahren praktische Erfahrung in Workshops mit Schülern und Lehrern. Dabei hat sich herausgestellt, dass die Datenerhebung mit selbstgebauten Sensorstationen einen besonders zugänglichen Weg bei der Arbeit mit Geoinformation und Umweltdaten bietet. Ganz nebenbei werden Kompetenzen in der Programmierung auf eine sehr anschauliche Art und Weise vermittelt.

Zuerst möchten wir Teil des Feinstaub-Netzwerks Luftdaten.info werden. Das OK-Lab bietet dazu eine eigene Open-Source-Firmware für die verteilten Sensorknoten. Diese Firmware ist esp8266 basiert und damit Octopus-kompatibel. Aber natürlich möchten wir auch hier etwas tiefer unter die Motorhaube schauen und unsere Datenlogger-Anwendung selber mit IoT-Ardublock realisieren. Das hat u. a. den Vorteil, dass wir nebenbei noch andere Cloud-Plattformen bespielen oder parallel weitere Automatisierungsaufgaben realisieren können.

1. Registrieren unter https://meine.luftdaten.info/register 

2. Sensor-ID ermitteln: Das Portal verwaltet alle Sensorknoten über eine weltweit eindeutige Sensor ID. Bei unserem esp8266 wird diese als ChipID direkt vom Mikrocontroller geliefert. Wir müssen also als erstes die ChipID unseres Octopus erfahren. Dazu einfach den entsprechenden Luftdaten-Baustein aus dem "HTTP-Protokoll" verwenden und den Logger gemäß der unten dargestellten Abbildung (ohne Angabe der vollständigen Sensor ID, denn die kennen wir noch nicht) realisieren. Die Ausgabe am SerialMonitor liefert dann die Sensor ID unseres Octoptus (siehe Abb. 3).

3. Anmeldung des Sensors: Ist die Sensor ID bekannt, so können wir unter https://meine.luftdaten.info/sensors einen neuen Sensor registrieren.  Unser Knoten besteht aus dem internen BME 280 / 680 und ggf. einem externen Feinstaubsensor (rechte Grove-Buchse, HM3301, I2C). Hinweis: das Ardublock-Modul funktioniert auch ohne exteren Sensor, dann natürlich ohne Feinstaubmessung. Auf der angebotenen Landkarte bitte gleich den zukünftigen Standort des Sensors festlegen (siehe Abb. 4).

4. Echtzeitbeobachtung: Nach kurzer Zeit erscheint unser Sensor auf der Landkarte von luftdaten.info (siehe Abb. 5).  

Der Dienst OpenSenseMap.org bildet das Rückgrat des SenseBox-Netzwerkes. Eine SenseBox bildet eine konfigurierbaren Sensorknoten zur Messung verschiedener physikalischer Größen. Natürlich kann unser Octopus auch die Funktion einer solchen Box übernehmen und wirkt dann als Teil dieses Netzwerks.

1. Registrierung unter https://opensensemap.org/register (siehe Abb. 6)

2. SenseBox anlegen: Ähnlich wie bei Luftdaten.info definieren wir auch bei unserem OpenSenseMap-Account den Standort unseres Sensorknotens auf einer bereitgestellten Karte. Als Hardware wählen wir die "senseBox:home" (based on Arduino/Genuino Uno) mit WiFi und den Feinstaubsensor (Fine particulate matter (dust)). Am Ende des Registrierungsprozesses haben wir auf der letzten Seite alle Informationen zusammen, die wir zur Anmeldung des Octopus benötigen. Den dabei generierten Arduino-Code können wir ignorieren - wir haben ja Ardublock. Wir benötigen nur die senseBox-ID und die jeweiligen Sensor-IDs zur Konfiguration des Blockes.

3. Programmieren: Ardublock anlegen und die gesammelten IDs an den entsprechenden Stellen per 'Cut&Paste' einfügen. Das OpenSenseMap-Modul befindet sich unter "HTTP-Protokoll". Eine entsprechende Pause im deep sleep sorgt für eine an die Dynamik der Umweltdaten angepasste Übertragung (siehe Abb. 7). 

4. Live-Daten: Nach Upload unseres Programmes registriert sich unser Sensorknoten im Netzwerk und nach kurzer Zeit erscheint unsere Sensorinformation auf der Landkarte.

Die Open Data Bewegung setzt sich für die Idee ein, Daten öffentlich frei verfügbar und nutzbar zu machen. Neben  Umwelt- und Wetterdaten, Geodaten, Verkehrsdaten, Haushaltsdaten, den Statistiken, Publikationen, Protokollen, Gesetzen, Urteilen und Verordnungen, interessiert sich die Bewegung für Potentiale, die sich hinter den Daten, die Behörden und Ministerien, Parlamente, Gerichte und andere Teile der öffentlichen Verwaltung produzieren, verbergen.  

"Heute gilt Open Data zum einen als Versprechen für mehr Transparenz und Partizipation für die Bürger, zum anderen als Treiber für Innovation und wirtschaftliche Entwicklung. Zudem soll es die Akzeptanz für Verwaltungsabläufe stärken und das Vertrauen in die öffentliche Verwaltung erhöhen. Aktuell existieren weltweit mehr als 2600 Open Data Portale, die von Verkehrsdaten, über Umweltdaten bis hin zu Geodaten eine Vielzahl von Datensätzen kostenlos zur Weiterverarbeitung zur Verfügung stellen. Die Europäische Union hat in Kooperation mit Institutionen aus Wissenschaft und Forschung 2015 das European Data Portal präsentiert, das in Zukunft als zentraler Zugangspunkt zu allen Daten der europäischen Mitgliedstaaten fungieren soll." (vergleich Bitkom)