Was macht die Cloud?

Thingspeak
Thingspeak-Cloud als Open-Source Plattform.

Unser Web-Server hat (neben Sicherheitsaspekten) einen gravierenden Nachteil: Um aus der Ferne an unsere Messdaten zu gelangen, muss der Octopus (Web-Server) rund um die Uhr in Betrieb sein. Andernfalls schlägt der Zugriff auf die Octopus-Homepage mit dem Browser fehl. Damit sind mobile Anwendungen (ohne Netzanschluss zur Energieversorgung) praktisch ausgeschlossen.

Gönnen wir uns doch eine Pause

Besser wäre es, wenn wir zur Datenspeicherung einen hochverfügbaren (24/365) Dienst im Internet nutzen könnten. Hierzu existieren verschiedene Cloud-Plattformen praktisch aller großen Internet-Anbieter. Mit Thingspeak verwenden wir eine auch als Open-Source Variante installierbare Anwendung, die sich notfalls auch als sogenannte Edge-Cloud auf einem Raspberry Pi vor Ort betreiben läßt.

Unser Arduino-Programm wird damit sehr übersichtlich: Im Setup stellen wir über einen bestehenden WLAN-Accesspoint eine Internetverbindung her. Anschließend erfolgt die zyklische Messdatenerfassung und der Transfer zum Thingspeak-Server in die Cloud.

Und sparen Energie

Im Falle eines mobilen Einsatzes nutzen wir die deep-sleep Eigenschaft des ESP zum energiesparendem Warten zwischen den Messzeitpunkten. Hierzu ersetzen wir den einfachen "Warte" Befehl durch den systeminternen "deep sleep" welcher den Stromverbrauch beim Warten auf unter einem mA reduziert.

Das Ergebnis läßt sich jederzeit sehen

Auch wenn sich der Octopus als Client-Anwendung im Tiefschlaf befindet, lassen sich die bisher gespeicherten Umweltdaten jederzeit mit einem normalen Web-Browser beim Cloud-Dienst abfragen. Damit könnte jeder Klassenraum in einer Schule seinen digitalen Zwilling bekommen. Als Beispiel hier die im Rahmen des REGENA-Projektes ermittelten Live-Daten aus dem Hörsaal SR1.

Selbst machen: Umsetzung

Am Umwelt-Campus betreiben wir einen eigenen Thingspeak-Server, den wir für erste Gehversuche in der Cloud zur Verfügung stellen.

1. Server aufrufen: Über http://thingspeak.umwelt-campus.de

2. Anmelden: Wer nur mal "schnuppern" möchte, der nutzt die "Sign-in" Anmeldemöglichkeit als Gast - teilt aber seine Daten / Konfiguration auch mit allen anderen Gästen. Andernfalls mit "Sign-up" einen eigenen Account registrieren.  Dann kein kein Fremder unsere Kanäle sehen und manipulieren.

3. Eigenen Kanal erstellen (New Channel): Hier konfigurieren wir unsere Datenbank zur Ablage der Messwerte. Insgesamt bietet Thingspeak in jedem Kanal bis zu 8 Messwertfelder, von denen wir für unsere Umweltdaten hier drei nutzen. Die Bezeichnung der Messwertfelder können wir frei wählen, sie sollte aber mit der Belegung des IoT-Ardublock-Puzzleteils korrespondieren. Wer seine Daten mit anderen teilen möchte, der markiert das "Make Public"-Flag.  

4. Ardublock-Programm erstellen: Zuerst müssen wir unseren Octopus internettauglich machen. Über das WLAN-Puzzleteil und die Angabe des Netzwerknamens mit Passwort werden wir ein Teil des Internets. Zur Verbindung mit dem Server nutzen wird dann in der Schleife das Thingspeak-Puzzleteil aus dem Baukasten "HTTP-Protokoll". Dieses kümmert sich um die Kommunikation und eine sichere Ablage unserer Daten. Die Verbindung zwischen Octopus und Thingspeak-Kanal geschieht durch Angabe eines eindeutigen API-Keys, den wir per "Cut & Paste" aus dem Web-Browser übernehmen. Eine Wartezeit im deep-sleep sorgt dafür, dass die Datenerfassung möglichst energieeffizient arbeitet und nicht unnötig viele Daten über das Internet transportiert werden.

Thingspeak-Kanal
Konfiguration eines Kanals im Thingspeak. Die 8 Messdatenfelder beschreiben unsere Messdaten.
Ardublock Thingspeak
Die Korrespondenz zwischen Sensorknoten und Server-Kanal erfolgt durch einen API-Key. Dieser ist per "Cut & Paste" ins Ardublock zu übernehmen.

5. Anzeige der Daten: Nach übersetzen und upload auf den Octopus beginnt dieser, sich ins Internet einzuloggen und schickt fortan jede Minute einen Datensatz an den Umwelt-Campus. Zur Anzeige nutzen wir den Web-Browser am PC oder am Smartphone. Haben wir das "Make-Public" - Flag gesetzt, so können auch unsere Freunde weltweit auf die Messdaten zugreifen. Über die URL http://thingspeak.umwelt-campus.de/channels/575  haben wir die Daten so ständig im Blick.

Thingspeak Live
Live Daten als Zeitreihe. So lassen sich Trends einfach erkennen. Auch ein Export als CSV-Datei ist einfach möglich.
back-to-top nach oben