通過LoRa/LoRaWAN網(wǎng)絡監(jiān)控服務器機房

時間：2025-06-23 19:09:13

關鍵字： LoRa LoRaWAN 物聯(lián)網(wǎng)

手機看文章

掃描二維碼
隨時隨地手機看文章

[導讀]SerVision是一種緊湊高效的基于LoRa的物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)，用于監(jiān)控服務器機房的關鍵環(huán)境參數(shù)。它通過使用物聯(lián)網(wǎng)(TTN)將實時數(shù)據(jù)傳輸?shù)街醒肫脚_，確保及早發(fā)現(xiàn)潛在風險，如過熱、濕度峰值或火災。收集到的數(shù)據(jù)將被存儲、可視化，并用于在超過閾值時觸發(fā)警報。我們在Unilasalle Amiens進行了這個項目。

SerVision是一種緊湊高效的基于LoRa的物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)，用于監(jiān)控服務器機房的關鍵環(huán)境參數(shù)。它通過使用物聯(lián)網(wǎng)(TTN)將實時數(shù)據(jù)傳輸?shù)街醒肫脚_，確保及早發(fā)現(xiàn)潛在風險，如過熱、濕度峰值或火災。收集到的數(shù)據(jù)將被存儲、可視化，并用于在超過閾值時觸發(fā)警報。我們在Unilasalle Amiens進行了這個項目。

電子產(chǎn)品

該系統(tǒng)主要由兩塊主控板組成：

?帶有以太網(wǎng)屏蔽和LCD顯示屏的Arduino Leonardo，

?用于LoRa通信的SODAQ Explorer板。

一個定制的PCB連接兩個板，以及外部傳感器(火焰，濕度，溫度，亮度)。它包括一個可切換的UART線路、電源管理和3d打印外殼，用于在服務器機房環(huán)境中安全集成。專用開口可以方便地訪問電纜和連接器。

嵌入代碼

SerVision系統(tǒng)使用兩個協(xié)同工作的微控制器：Arduino Leonardo和SODAQ Explorer。

Arduino Leonardo處理本地傳感和數(shù)據(jù)準備。它讀取溫度，濕度(DHT11)，光(光敏電阻)，火焰(數(shù)字傳感器)和模擬溫度。每隔1分鐘，它構建一個結構化的串行幀，如下所示：

它還ping三個預定義的IP地址，并在幀中包含它們的可達性。數(shù)據(jù)顯示在16x2 LCD上，并通過串行發(fā)送到SODAQ板。

SODAQ Explorer解析接收到的幀，將值轉換為緊湊的二進制有效載荷，并通過LoRaWAN傳輸?shù)轿锫?lián)網(wǎng)(TTN)。它還檢查下行消息：如果收到一個，它提取第一個字節(jié)并將其轉發(fā)給Arduino。

Arduino解釋這個字節(jié)來遠程啟用或禁用IP監(jiān)控邏輯，允許從TTN平臺進行基本的遠程控制。

LoRa

?MQTT:

我們通過物聯(lián)網(wǎng)(TTN)間接使用MQTT，它依賴于這個輕量級協(xié)議在連接的對象和第三方服務之間傳輸消息。TTN負責從對象接收LoRa數(shù)據(jù)，然后在MQTT中發(fā)布它。然后，我們的Node-RED服務連接到TTN的MQTT代理以實時檢索數(shù)據(jù)。

?TTN:

上行:

連接對象(Sodaq Explorer)通過LoRaWAN發(fā)送64位編碼的數(shù)據(jù)。使用自定義JavaScript腳本在TTN上對原始數(shù)據(jù)進行解碼。解碼器將二進制有效負載轉換為結構化對象(您可以在下面的代碼部分中看到解碼器)。

下行:

從我們的web界面，用戶可以配置3個不同的IP地址進行ping測試。這些ip被轉換成十六進制，然后用Base64編碼，并通過TTN v3 HTTP API發(fā)送給TTN：

下行鏈路由Sodaq Explorer接收后，通過串口將信息傳輸給Arduino Leonardo，重新配置網(wǎng)絡測試ip。

服務器(集裝箱岸吊)

我們的基礎架構托管在一個Linux虛擬機上，在這個虛擬機上安裝了Portainer，一個圖形化的Docker管理界面。我們運行三個對項目至關重要的服務：

NodeRed

流程A: Node-RED是我們應用程序邏輯的核心。它通過MQTT接收來自TTN的數(shù)據(jù)，對其進行處理，實時顯示并執(zhí)行一些操作：將數(shù)據(jù)發(fā)送到InfluxDB和觸發(fā)警報(發(fā)送電子郵件)。

流程B：使用自定義功能，例如，發(fā)送電子郵件，我們使用SMTP Gmail服務器(需要認證到谷歌帳戶)，如果火焰被檢測到，或者如果溫度超過臨界閾值，或者如果我們失去了網(wǎng)關連接。

InfluxDB

InfluxDB是一個面向時間序列的數(shù)據(jù)庫，非常適合存儲我們的傳感器測量值。它存儲以下數(shù)據(jù)的歷史記錄：溫度，濕度，亮度，網(wǎng)絡連接(本地，網(wǎng)關，公共)，火焰檢測

數(shù)據(jù)通過HTTP API或直接從網(wǎng)站請求，用于動態(tài)圖形顯示。

Apache

apache服務器提供了一個清晰且響應迅速的儀表板來監(jiān)視環(huán)境條件。用php編寫的web應用程序連接到存儲通過LoRaWAN接收到的所有傳感器數(shù)據(jù)的InfluxDB數(shù)據(jù)庫。一個界面顯示它們的所有值。它還顯示了三個被監(jiān)控IP地址的網(wǎng)絡狀態(tài)，可由用戶在“下行”形式中設置。整個系統(tǒng)提供了從任何web瀏覽器對服務器機房環(huán)境的完全可見性和控制。