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Projekt:Temperaturmonitoring

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Temperaturmonitoring im Mex21

Da unsere Nebenkostenabrechung für 2010 sehr hoch bezüglich der Heizkosten ist, und für 2011 mehr zu erwarten ist, wurde ein Temperaturmonitoring auf die schnelle zusammen gehackt...

Zu sehen, hier: http://orga.hamburg.ccc.de/collectd/host.php?h=thw-Temperatursensor

Hardware

Kosten liegen bei ca. 250€ (privat bezahlt).

Software

  • Als Software kommt OpenWRT zum laufen (http://wiki.openwrt.org/toh/tp-link/tl-mr3020)
  • Da der Flash nur 4MB groß ist, ist am USB ein 8GB Stick dran, wo die restliche Software drauf ist
  • Installiert sind USB Treiber, perl, collectd, rrdtools, usbtools und paar andere Sachen.

OpenWRT Pakete: 

ls usr/lib/opkg/info/
base-files.conffiles        kmod-fs-ext4.control              libblkid.list               luci-lib-sys.control
base-files.control          kmod-fs-ext4.list                 libc.control                luci-lib-sys.list
base-files.list             kmod-fs-ext4.postinst             libc.list                   luci-lib-web.conffiles
base-files-network.control  kmod-gpio-button-hotplug.control  libcom_err.control          luci-lib-web.control
base-files-network.list     kmod-gpio-button-hotplug.list     libcom_err.list             luci-lib-web.list
blkid.control               kmod-ipt-conntrack.control        libext2fs.control           luci.list
blkid.list                  kmod-ipt-conntrack.list           libext2fs.list              luci-mod-admin-core.control
block-mount.conffiles       kmod-ipt-core.control             libgcc.control              luci-mod-admin-core.list
block-mount.control         kmod-ipt-core.list                libgcc.list                 luci-mod-admin-core.postinst
block-mount.list            kmod-ipt-nat.control              libip4tc.control            luci-mod-admin-full.control
busybox.control             kmod-ipt-nathelper.control        libip4tc.list               luci-mod-admin-full.list
busybox.list                kmod-ipt-nathelper.list           libiwinfo.control           luci-proto-core.control
crda.control                kmod-ipt-nat.list                 libiwinfo.list              luci-proto-core.list
crda.list                   kmod-leds-gpio.control            libiwinfo-lua.control       luci-proto-ppp.control
dnsmasq.conffiles           kmod-leds-gpio.list               libiwinfo-lua.list          luci-proto-ppp.list
dnsmasq.control             kmod-ledtrig-usbdev.control       liblua.control              luci-sgi-cgi.control
dnsmasq.list                kmod-ledtrig-usbdev.list          liblua.list                 luci-sgi-cgi.list
dropbear.conffiles          kmod-lib-crc16.control            libnl-tiny.control          luci-theme-base.control
dropbear.control            kmod-lib-crc16.list               libnl-tiny.list             luci-theme-base.list
dropbear.list               kmod-lib-crc16.postinst           libpthread.control          luci-theme-openwrt.control
e2fsprogs.control           kmod-lib-crc-ccitt.control        libpthread.list             luci-theme-openwrt.list
firewall.conffiles          kmod-lib-crc-ccitt.list           libuci.control              luci-theme-openwrt.postinst
firewall.control            kmod-mac80211.control             libuci.list                 mtd.control
firewall.list               kmod-mac80211.list                libuci-lua.control          mtd.list
hotplug2.conffiles          kmod-nls-base.control             libuci-lua.list             opkg.conffiles
hotplug2.control            kmod-nls-base.list                libuuid.control             opkg.control
hotplug2.list               kmod-ppp.control                  libuuid.list                opkg.list
iptables.control            kmod-ppp.list                     libxtables.control          ppp.conffiles
iptables.list               kmod-scsi-core.control            libxtables.list             ppp.control
iw.control                  kmod-scsi-core.list               lua.control                 ppp.list
iw.list                     kmod-scsi-core.postinst           lua.list                    swap-utils.control
kernel.control              kmod-usb2.control                 luci-app-firewall.control   swap-utils.list
kernel.list                 kmod-usb2.list                    luci-app-firewall.list      swconfig.control
kmod-ath9k-common.control   kmod-usb-core.control             luci-app-openvpn.control    swconfig.list
kmod-ath9k-common.list      kmod-usb-core.list                luci-app-openvpn.list       uboot-envtools.control
kmod-ath9k.control          kmod-usb-ohci.control             luci.control                uboot-envtools.list
kmod-ath9k.list             kmod-usb-ohci.list                luci-i18n-english.control   uci.control
kmod-ath.control            kmod-usb-serial.control           luci-i18n-english.list      uci.list
kmod-ath.list               kmod-usb-serial-ftdi.control      luci-i18n-english.postinst  uhttpd.conffiles
kmod-cfg80211.control       kmod-usb-serial-ftdi.list         luci-lib-core.control       uhttpd.control
kmod-cfg80211.list          kmod-usb-serial-ftdi.postinst     luci-lib-core.list          uhttpd.list
kmod-crypto-aes.control     kmod-usb-serial.list              luci-lib-ipkg.control       wireless-tools.control
kmod-crypto-aes.list        kmod-usb-serial.postinst          luci-lib-ipkg.list          wireless-tools.list
kmod-crypto-arc4.control    kmod-usb-storage.control          luci-lib-lmo.control        wpad-mini.control
kmod-crypto-arc4.list       kmod-usb-storage.list             luci-lib-lmo.list           wpad-mini.list
kmod-crypto-core.control    kmod-usb-storage.postinst         luci-lib-nixio.control
kmod-crypto-core.list       libblkid.control                  luci-lib-nixio.list

Aufbau

Wie schon erwähnt, läuft auf dem TP-Link eine OpenWRT mit Kernel 3.2.X. Das Temperaturmodul wird einfach per USB/Serial angesprochen. jeder Temperaturfühler aht eine Seriennummer, mit der er sich meldet sowie den aktuellen Wert. Ich habe da aus alten Zeiten ein Perlscript von mb(Ameise) verwendet, was bei uns im RZ seit ewigkeiten läuft. Dort sind die jeweiligen Seriennummern der genutzen Sensoren eingetragen, die alle Minuten abgefragt werden. Die Werte werden dann in dem collectd per exec-plugin und Script eingelesen. Selbiger schickt dann diese dann auf den als Serverkonfigurierten collectd Daemon zur orga.hamburg.ccc.de. Dort können mit der URL http://orga.hamburg.ccc.de/collectd/host.php?h=thw-Temperatursensor die aktuellen Werte betrachtet werden.

Mounts: cat /etc/config/fstab 

config global automount
	option from_fstab 1
	option anon_mount 1
	
config global autoswap
	option from_fstab 1
	option anon_swap 0
	
config mount
	option target	/opt
	option device	/dev/sda1
	option fstype	ext4
	option options	rw,sync
	option enabled	1
	option enabled_fsck 0

config swap
	option device	/dev/sda2
	option enabled	0

cat opt/etc/collectd.conf 

#
# OpenWrt Config file for collectd(1).
# Please read collectd.conf(5) for a list of options.
# http://collectd.org/
#

#Hostname   "localhost"
#FQDNLookup  true
BaseDir     "/opt/var/lib/collectd"
PIDFile     "/opt/var/run/collectd.pid"
PluginDir   "/opt/usr/lib/collectd"
#TypesDB    "/opt/usr/share/collectd/types.db"
Interval    60
ReadThreads 6

#LoadPlugin syslog
#LoadPlugin logfile

#<Plugin syslog>
#	LogLevel info
#</Plugin>

#<Plugin logfile>
#	LogLevel info
#	File STDOUT
#	Timestamp true
#</Plugin>

#LoadPlugin cpu
#LoadPlugin df
#LoadPlugin disk
LoadPlugin interface
LoadPlugin load
#LoadPlugin memory
LoadPlugin network
#LoadPlugin ping
#LoadPlugin processes
#LoadPlugin rrdtool
#LoadPlugin serial
#LoadPlugin wireless

<Plugin interface>
	Interface "eth0"
	Interface "br-lan"
	IgnoreSelected false
</Plugin>

<Plugin network>
	Server "212.12.51.130" "25842"
	Forward true
	CacheFlush 60
#	CacheFlush 1800
#	ReportStats true
</Plugin>

#<Plugin processes>
#	Process "name"
#</Plugin>

#<Plugin rrdtool>
#	DataDir "/var/lib/collectd/rrd"
#	CacheTimeout 120
#	CacheFlush   900
#</Plugin>

LoadPlugin exec
<Plugin exec>
      exec "nobody" "/opt/www/mrtg/collect-thermo.sh"
#      notificationexec "nobody" "/bin/date" ">/opt/www/mrtg/debug.log"
</Plugin>

Adds opt/usr/share/collectd/types.db 

....
exec-termo		value:GAUGE:U:U
temp_1			value:GAUGE:0:1000
temp_2			value:GAUGE:0:1000
temp_3			value:GAUGE:0:1000
temp_4			value:GAUGE:0:1000
temp_5			value:GAUGE:0:1000
temp_alle               Temp1:GAUGE:0:1000, Temp2:GAUGE:0:1000, Temp3:GAUGE:0:1000, Temp4:GAUGE:0:1000, Temp5:GAUGE:0:1000

Orte der Sensoren

  • 1. Sensor: Fußboden, links unten vor dem Serverraum
  • 2. Sensor: Unterhalb der Zwischendecke vor dem Serveraum
  • 3. Sensor: im Serverraum, oberhalb der Decke
  • 4. Sensor: Zwischen Küche und Stützpfeiler, weit oben zu Betondecke
  • 5. Sensor: Ausserhalb der Fensterfront Eingang, beim Klappfenster
  • Die Sensoren sind am blauen Kabel zu erkennen. Bitte nicht entfernen oder beschädigen!


Messprotokoll

Die Messung soll über einen längeren Zeitraum erfolgen, um den Tag/Nacht- sowie Wochenrhythmus feststellen zu können. Zu sehen sollte das Verhältniss zwischen Aussen- und Innentemperatur sein. Relevant aber ist auch das Temeraturgefälle zwischen Fußboden, Zwischen- und Betondecke.

Dort können wir jetzt schon feststellen, das wir jeweils bis zu einen Grad Unterschied pro Höhe haben.

Beispiel: Fußboden 16°, Zwischendecke 17° und Betondecke 18°.

Darstellung

Die Daten werden per rrdtools generiert. Leider passen die Werte (2.1 K = 21°) noch nicht ganz so sauber, habe bisher noch nicht herausgefunden, wo ich das fixe. Kommt aber noch. Wichtig ist erstmal Daten sammeln (da haben wir das wieder...sammeln...)...

Fix: Ok, kleiner Schnipsel im Perl prg. eingebaut, das aus "1234" eine "12.34" wird.

Weiterhin, sollte es "1.23" mal sein, das er mir kein "12.30" sondern ein "01.23" macht. Jetzt sind die Werte für den collectd korrekt.

Die kleinen Spitzen rühren vom sprung 9.99 - 10.00 daher, weil er aus den 9.99 leider 99.90 machte. habe ich heute noch gefixt, bekomme aber nicht alle Peeks aus dem rrd file raus, bis auf das Grobe, das war schon heftig.


Erweiterungen

Vorstellbar ist die Verknüpfung mit dem Projekt:Heizungssteuerung und Dooris

Weiteres

Das Teil rebootet alle 24h, da im OpenWRT mit USB Stick und extX Filesystem es nach einer gewissen zeit Filesystemfehler gibt. Anfangs kamen nicht alle Prozesse hoch, was ich Stück für Stück gefixt habe. So langsam läuft es stabiler...


Scripte

/etc/init.d/rc.local

# Put your custom commands here that should be executed once
# the system init finished. By default this file does nothing.

LD_LIBRARY_PATH=/lib:/usr/lib:/opt/lib:/opt/usr/lib
HOME=/root
PS1=\u@\h:\w\$
LOGNAME=root
PATH=/bin:/sbin:/usr/bin:/usr/sbin:/opt/usr/sbin:/opt/usr/bin
SHELL=/bin/ash

sync

cd /root

set >/tmp/rc.local-set.log
env >/tmp/rc.local-env.log

ls -l /dev/ttyUSB0        >>/tmp/rc.local.log 2>&1
sleep 42
echo "Breakpoint 1"        >>/tmp/rc.local.log 2>&1
/etc/init.d/thermod start     >>/tmp/rc.local.log 2>&1

sleep 2
echo "Breakpoint 2"        >>/tmp/rc.local.log 2>&1
/etc/init.d/collectd start    >>/tmp/rc.local.log 2>&1

killall scp

sleep 23
echo "Breakpoint 3"        >>/tmp/rc.local.log 2>&1
/etc/init.d/openvpn start    >>/tmp/rc.local.log 2>&1

killall scp

exit 0

/etc/init.d/thermod

#!/bin/sh /etc/rc.common
# Copyright (C) 2006-2011 OpenWrt.org

START=92

# SERVICE_USE_PID=1

start () {
    /opt/usr/bin/thermod >/dev/null 2>&1 &
}

stop() {
    killall -9 thermod
}

/opt/usr/bin/thermod

#!/usr/bin/perl -w
#############################################################################
#
# thermod... fuer die Humboldtstrasse
#
# wertet die daten von dem conrad- one-wire thermometersensoren
# aus und stellt sie auf port 4224 zur verfuegung.
#
#                              mb@irz42.net // Wed Apr  2 15:51:38 CEST 2003
#
#
# thermod-humhack:
#
# der thermod in der hum (popeye) glitscht staendig weg, wenn er per
# netz abgefragt wird...
#
# thermod-humhack schreibt einfach nur die werte alle minute in ein file.
# in der xinetd.conf ist ein service auf port 4224 (thermo) definiert,
# der macht einfach nur einen 'cat' auf diese datei.
#
#



use Fcntl;
use IO::Socket;
use Getopt::Long;

use vars qw/ $opt_debug /;

GetOptions ( "-debug" );

use strict;

####################################
# Port vom Conrad - Thermometerteil

my $tty = "/dev/ttyUSB0";

my $today = "";
my $copy = "";
my $syncDisk = "";
my $temp = "";
my $str = "";
my $len = 0;

####################################
# TCP - Port zum Abfragen der Werte

my $port=4224;

# my $thermofile = "/opt/www/mrtg/thermo.stat";
my $thermofile = "/tmp/thermo.stat";

####################################
# Seriennummern der Sensoren


my %sensorser =    ("7A7FE1010800", 421,
         "9EA4E1010800", 422,
         "3EAEE1010800", 423,
         "75A4E1010800", 424,
         "A37BE1010800", 425,
         "000000000000", 426,
         "000000000000", 427,
         "000000000000", 428,
         "000000000000", 429,
         "000000000000", 430,
         "000000000000", 431,
         "000000000000", 432,
         "000000000000", 433,
         "000000000000", 434,
         "000000000000", 435,
         "000000000000", 436,
         "000000000000", 437,
         "000000000000", 438,
         "000000000000", 439,
         "000000000000", 440
);


my @sensorlog;
my @temperatur;

my $inputline = "";
my $inchr = "";

my $client;
my $flags;

my $i = 0;

my $timer = 7;
my $saveintervall=60;

# my $timer = 10;
# my $saveintervall=23;


#############################################################################
# Verarbeite die Infoline
#
# "I070110DDD043000800E0"
#
#  I = Info, naechste Byte = logische sensornummer, 4.-9. byte: serialnum
#

sub do_info {

    my ($line) = @_;

    my $sensor = "";
    my $serial = "";

    if ( $line =~ /^I(\w\w)\w\w\w\w(\w{12})/ && ($sensor=$1, $serial=$2)) {

        $sensor = hex($sensor);

        $sensorlog[$sensor] = $sensorser{$serial};
        warn "Found sensor $sensor -> $serial" if $opt_debug;
    } else {
        warn "Possibly unknown sensor $line" if $opt_debug;
    }
}


#############################################################################
# Verarbeite die Valueline
#
# "V08078529"
#
#  V = Value, naechste Byte = logische sensornummer, 2.+3. byte: value
#

sub do_value {

    my ($line) = @_;

    my $sensor = "";
    my $value = "";

    if ( $line =~ /^V(\w\w)(\w\w\w\w)/ && ($sensor=$1, $value=$2)) {

        $sensor = hex($sensor);
        $value = hex($value);

        $temperatur[$sensorlog[$sensor]] = $value;
#        if ($value < 5000) {
#             print "$sensorlog[$sensor]] = $value\n";
#         } else {
#             print "$sensorlog[$sensor]] = $value - Fehler\n";
#         }
        }
}

#############################################################################
#
# checke die pruefsumme...
#
sub chk_crc {
    return (1);          # kommt spaeter...
}


#############################################################################
# main...

######################
# serielle aufmachen

open(THERMO, "$tty");
system("stty 4800 raw ignbrk clocal -echo -crtscts < $tty");

   $flags = fcntl(THERMO, F_GETFL, 0)
           or die "Can't get flags for the socket: $!\n";

   $flags = fcntl(THERMO, F_SETFL, $flags | O_NONBLOCK)
           or die "Can't set flags for the socket: $!\n";

##############################
# und die endlose schleife...

print "Start\n";
print "Debugmodus ist aktiv!\n" if $opt_debug;

while ( 42 ) {

    # XXX Temp sleep for checking 2010-11-05/fa
    # sleep 1;

    ##############################
    # zeichen an der seriellen ??

    if ( read (THERMO, $inchr, 1)) {

        if ( ord($inchr) == 13 ) {

            ####################
            # zeile komplett !!

            if ($inputline =~ /^I/ ) {
                do_info ($inputline);

            } else {

                if ($inputline =~ /^V/ ) {
                    do_value ($inputline);
                }
            }
            $inputline ="";

        } else {
            $inputline = $inputline.$inchr;
        }

    } else {

        ################################
        # werte ausgeben

        $timer--;

        if ($timer le 0) {
            $today=`date +\%Y\%m\%d-%H%M`;
             print "Write $thermofile ($today)\n\n" if $opt_debug;
            $timer = $saveintervall;

            $i = 421;
            while ( $i <= 425) {
               # $str = $temperatur[$i];
               $str = sprintf("%4.4d", $temperatur[$i]);
               # $len = length($str); # 4= 2.2 / 3 = 1.2
               # $len = $len -2;
               # $temp = substr($str, 0, 2).".".substr($str, 2, 2);
               $temp = substr($str, 0, 2).".".substr($str, 2, 2);
               open (OUTF, ">$thermofile-$i");
                printf ("%02d\t%d\t%s", $i, $temperatur[$i], $today) if $opt_debug;
               printf OUTF ("0\n%d\n%d Einheiten\n%s\n", $temperatur[$i], $i, $temp);
               $i++;
               close (OUTF);
            }
           
             # open (OUTF, ">$thermofile-alle");
             # printf OUTF ("%d:%d:%d:%d:%d\n",
             #      $temperatur[421],
             #      $temperatur[422],
             #      $temperatur[423],
             #      $temperatur[424],
             #      $temperatur[425]);
            close (OUTF);

            # $syncDisk=`sync`;
            # print $syncDisk;
           
            # $copy=`scp -i /root/.ssh/id_rsa -P 4222 /opt/www/mrtg/thermo.stat-* marvin\@mon01.irz42.net:~ >/dev/null 2>&1`;
            $copy=`scp -i /root/.ssh/id_rsa -P 4222 /tmp/thermo.stat-* marvin\@mon01.irz42.net:~ >/dev/null 2>&1`;
            print $copy;

        } else {

            # print "Timer: $timer\r";
            sleep (1);
        }
    }
}

close (THERMO);


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