Метеостанция

Метеостанция

Можно любить или не любить какую-то погоду, но мы живем вместе с ней, хорошая она или плохая. Каждое утро, перед тем, как выйти на улицу интересно посмотреть на текущую погоду а лучше видеть погоду за последние несколько часов, ведь если в настоящий момент нет дождя, а он шел несколько часов и недавно закончился, то это обстоятельство может повлиять, например, на выбор одежды или обуви. Любой умный дом должен иметь возможность интеграции с метеостанцией.

Прогноз погоды рассматривать не будем, ибо это удел специализированных организаций, имеющих в распоряжении соответствующие инструменты.

Хронологические данные с метеостанции могут быть весьма познавательными, например для сравнений какого-то дня в году, суммарных осадков по месяцам или что-то еще. Количество выпавших осадков за последние сутки может скорректировать планы по работе на открытой почве или наоборот, данные за последние несколько дней по количеству солнечного света, температуре и выпавшим осадкам будет полезной информацией когда необходим полив газонов. Будет использована автоматика для полива или нет, но лучше когда такая информация есть, чем когда ее нет.

Перед тем, как приобретать метеостанцию исходными данными были несколько параметров — точность измерений, надежность и возможность взаимодействия с компьютером (как именно будет рассмотрено далее). После недлительного поиска, выбор пал на Davis Vantage Pro2 Plus 6162C. Эта метеостанция не относится к разряду дешевых, но отзывы о надежности впечатлили и было решено ее приобрести.

Интеграция в систему умный дом позволяет задействовать данные в климатических системах, поливе, увлажнении или осушении воздуха и т.д.

Перечень измеряемых величин:

  • атмосферное давление (660-810мм.рт.ст. +/- 1,3 мм.рт.ст.)
  • температура воздуха внешняя (-40°С +65°С, +/- 0,5°С)
  • температура воздуха внутри помещения (0°С  +60°С, +/- 0,5°С)
  • относительная влажность воздуха внешняя (0%-100%, +/- 3%)
  • относительная влажность воздуха внутри помещения (10% — 90%, +/- 5%)
  • скорость и направление ветра в течение последних 10минут
  • температура точки росы (-76°С +54°С, +/- 1,5°С)
  • количество и интенсивность выпавших осадков, в мм с точностью 0,1 мм
  • суммарное испарение, измеряется в мм с разрешением 0,1 мм
  • солнечная радиация 0-1800 Ватт/м2 с разрешением 0,1 Вт/м2
  • индекс ощущаемой температуры — учитывающая температуру, влажность воздуха, нагревающий эффект солнца и охлаждающий эффект ветра, °С, шаг 1 °С
  • ультрафиолетовое излучение, 0-199 MED, разрешение 0,1 MED

Внешняя часть имеет в комплекте крепления и вполне просто крепится к любой мачте. Для корректных показаний требуется ровно установить относительно горизонта и частей света.

наружный блок метеостанции для умного дома | asency.ru

Внутренняя часть метеостанции имеет дисплей с подсветкой. Место для расположения внутренней консоли выбрано там, где чаще всего она может быть востребована — около санузла, где ежедневно происходит «тусовка» перед выходом на улицу.  Станция сохраняет обобщенные данные и можно смотреть информацию за сутки, месяц или год, но это делать не удобно. Хорошо, что крупные цифры основных значений температура внутри и снаружи, влажность внутри и снаружи, давление и информация о дожде и ветре. Теоретически, если приноровиться, можно много какой информации посмотреть на этом дисплее. Можно было бы утверждать, что этого вполне достаточно, но хочется простоты и наглядности.

внутренняя консоль метеостанции для умного дома | asency.ru

Ключевым моментом является возможность получения состояние датчиков из метеостанции и их хранения в базе данных. Для этой метеостанции существует несколько интерфейсов для подключения — USB, COM, Ethernet. Выбираем подключение по Ethernet. Метеостанция не находится рядом с сервером и интерфейс USB отпал сразу, а при выборе между COM и Ethernet  выбор пал на последний интерфейс еще и потому, что по по витой паре можно подать питание от коммутатора PoE  или сплиттера и таким образом централизовано подойти к вопросу бесперебойности питания, если центральный коммутатор имеет резервный источник питания.

Логгер для метеостанции | умный дом | asency.ru
Логгер имеет память, куда сохраняются данные. Сначала мне показалось, что хранить данные на логгере, а потом переносить в базу данных на сервере — это плохая мысль, но хорошо взвесив все «за» и «против» мнение изменилось, ведь перебои со связью никто не отменял, а целостность данных не страдает. После возобновления связи между сервером и метеостанцией все данные переносятся в базу данных без потерь.

Интерфейс Ethernet является вполне привычным — удобно конфигурировать и мониторить состояние, а так же, как уже говорилось выше, удобно использовать питание PoE. С подключением логгера как к метеостанции, так и к сети передачи данных никаких трудностей не возникло.  При подключении сети Ethernet загорелся линк состояния сети и был получен адрес от маршрутизатора по протоколу DHCP.


У логгера есть веб интерфейс. На роутере смотрим какой адрес получил логгер и заходим на него браузером. Там всего одна настройка — получает ли адрес динамически или указывается статический. Все бы хорошо, но не обошлось без маленького минуса. Аппаратный адрес сетевого интерфейса логгера не поддерживается маршрутизатором cisco, который рулит сетью, что бы использовать связку IP-MAC в DHCP сервере. Пришлось указывать статический адрес на логгере, который не попадает в диапазон DHCP. Иначе есть вероятность изменения адреса и нарушения связи с метеостанцией. Кроме этих особенностей, все прошло гладко.

Для тестирования связи с метеостанцией и получения данных,  использовалась программа WeatherLink. Указав настройки соединения, получение данных прошло успешно. Сама программа для windows и это сильно ограничивает возможности. Кроме тестирования ее использовать неудобно. Намного предпочтительнее реализовать опрос метеостанции, сохранение данных в базу и сделать отображение на базе linux. Есть свободно распространяемое программное обеспечение, например, weewx или wview, которое можно «подточить» под свои нужды и сделать такой дизайн, который захочется. К сожалению, все эти свободно распространяемые программные продукты используют рэтро подход к отображению данных, а именно генерацию картинок с графиками используют весто того, что бы строить графики на базе js, которые имеют существенно более привлекательные возможности.

Любые из значений, которые может предоставить метеостанция могут запрашиваться логикой умного дома из соответствующих серверных скриптов и взаимодействовать с другими серверными системами.

Данный подход позволяет производить опрос метеостанции через интернет. Это позволяет сделать удаленный умный дом, когда сервер находится в облаке, а в умном доме только исполнительная логика, но такой механизм имеет смысл рассматривать как крайнюю меру. Желательно, что бы сердце автоматики находилось непосредственно в умном доме.

Далее смотрим, что получается в результате скрещивания железа, программного обеспечения и небольшой доработки.

Все данные отображаются в режиме реального времени. Графики и значения автоматически меняются на странице — перегружать страницу не нужно! Просто присмотритесь внимательно.

Географическое расположение конкретно этой метеостанции, с которой будем показывать значения — Москва.

Получение данных с метеостанции можно разделить на две задачи — значения в реальном времени и сохранение в базу данных для последующего использования при построении графиков. Онлайн данные — это когда на странице отображаются действительно значения, которые происходят именно сейчас. Страницы не статические и по мере изменения значений, данные автоматически меняются.

Для мгновенных значений отображаем основные погодные показатели — относительная влажность воздуха, температура воздуха и атмосферное давление. Единицы измерения используем привычные для места расположения метеостанции, но можно показываьб в любых


Наиболее чувствительная к задержке получения данных — это скорость и направление ветра, поэтому их необходимо наиболее часто получать с метеостанции. Для этого реализуется краткий запрос и ajax обновление.

В умном доме живые данные прекрасно впишутся в интерьер в качестве настенной сенсорной панели.

Расчетные данные, которые не совсем напрямую относятся к погоде, но иногда интересно посмотреть продолжительность дня или состояние луны. Некоторые люди, оказывается, чувствительны к лунному календарю и такая информация может оказаться очень даже полезной.

Текстовая сводка так же в реальном времени показывает значения с метеостанции. Есть не совсем привычные данные, например индекс ультрафиолета и солнечная радиация. Солнечная радиация измеряется в ваттах на 1 квадратный метр, а индекс ультрафиолета не имеет единицы измерения и исчисляется в условных единицах от 0 до 7.

Ну и как же без графического представления информации. Для графика за последние сутки используюется разрешение — 1 минута. Этого более, чем достаточно для точной детализации графика за последние сутки. Для других графиков используется

На графике температуры дополнительно отображается точка росы, которая зависит давления воздуха. Точка росы — это температура, до которой должен охладиться воздух, чтобы содержащийся в нём пар достиг состояния насыщения и начал конденсироваться в росу.

Наведение на график показывает значение на месте курсора. На мобильном устро

На мобильных устройствах графики масштабируются без потери качества и можно в увеличенном виде рассмотреть кривую графика.

На полупрозрачном фоне указаны текстовые значения минимального и максимального значений, а на самой кривой линии расположены метки этих значений в виде окружностей.

Индекс испарения — это расчетная величина, которая зависит от нескольких величин — температуры, влажности и скорость ветра. В повседневной городской жизни эти данные не нужны, но они могут быть полезными для сельского хозяйства, когда на основании данных об испарении можно рассчитывать когда необходим полив. Если включение полива автоматическое, то вполне логично создать триггер для включения системы полива и времени работы, что бы знать расход воды.

Данные помещения. Полезны данные о температуре и влажности. Давление оно одинаковое, что на улице, что в помещении, а измерение внутри солнечной радиации или направления ветра не нужны.

Аналогично графикам за последние сутки в базу сохраняются обобщенные данные и можно показать графики с учетом промежутков — за неделю, месяц и год. При чем можно выбрать какой нужен месяц или год.

Полет фантазии на тему дизайна может быть реализован как угодно, например текущие значения можно вывести на мониторе в холле многоквартирного дома крупными цифрами, а графики сделать доступными на общем сайте жителей этого дома.

Умный дом немыслим без метеостанции, а сенсорные панели и живые данные с различных систем умного дома — это будущее интеллектуальных зданий.

Кому интересны системы, которые показывают данные в реальном времени, рекомендуем посмотреть статью учет электроэнергии, которая так же будет полезной для умного дома.  

14 thoughts on “Метеостанция

  1. Evgeny - 17.12.2015 at 23:13

    Поделился опытом, который описал в этой статье на сайте forumhousе.ru, но модератор удалил эту инфу. Отличный ресурс ;))

    Reply
  2. Давид - 23.08.2016 at 12:29

    Здравствуйте, хотел поинтересоваться , а как вы переделали программу под свои нужды?Просто тоже что-то подобное хочу сделать,но не совсем понимаю как это сделать. Заранее спасибо.

    Reply
  3. Evgeny - 23.08.2016 at 16:22

    Программа на языке питон. При наличии терпения, можно свободно разобраться как программа получает данные из метеостанции и как их хранит в базе данных. Я использую хранение в базе Mysql. Данные из базы можете использовать для построения графиков любого вида и дизайна. Обновление графиков производится по ajax, поэтому на странице будут всегда актуальные данные без необходимости перезагрузки страницы. Отдельный механизм по ветру. Тут нужно часто опрашивать станцию, что бы данные получались в режиме реального времени.

    Reply
    • Давид - 24.08.2016 at 10:51

      Примерно понял. Спасибо вам за информацию.

      Reply
  4. Давид - 24.08.2016 at 10:54

    Кстати, а у вас есть сайт на котором показаны данные со станции?

    Reply
    • Evgeny - 24.08.2016 at 11:00

      Что имеете в виду? Это же тоже сайт.
      Скажу честно, к хорошему привыкаешь быстро и эта метеостанция точна и стабильна. То, что она накапливает данные и можно видеть данные за длительный промежуток совсем не означает, что нужно постоянно смотреть что и как происходит с погодой, но есть любопытные данные. Например, когда я только установил метеостанцию мне интересно было наблюдать за измерением солнечной радиации или скоростью выпадения осадков. Скорость осадков измеряется в реальном времени и обновляется ежесекундно, поэтому в сильный дождь любопытно наблюдать как меняется его интенсивность.

      Reply
    • Evgeny - 28.08.2016 at 08:26

      Есть ссылка на страницу, где нет описания подключения, а только данные с метеостанции — http://asency.ru/meteostanciya/. Это вы имели в виду? Я хотел давно, что бы данные со станции отображались на реалметео, но не получилось. Не смогли ребята внятно объяснить что нужно сделать, что бы данные показывались у них на сайте. Сделал отдельно, только получилось круче — в режиме реального времени показывает направление и скорость ветра, есть ли дождь и показывает его интенсивность. Это быстро меняющиеся данные и они нужны действительно в реальном времени.

      Reply
  5. Давид - 29.08.2016 at 13:17

    Ну да примерно это и имел ввиду. Еще вопрос, если не секрет во сколько(по деньгам) вам обошлась эта станция?

    Reply
  6. Evgeny - 29.08.2016 at 13:32

    Наверное не имеет смысла обсуждать сколько стоила метеостанция по причине того, что я ее покупал еще до кризиса и изменения курса валют. На рынке много всяких метеостанций, но этот производитель хоть и дороговат, но отклики по точности и надежности полностью оправдал мое ожидание. Работает без сбоев вот уже несколько лет.

    Сначала я приобрел метеостанцию, установил ее и она работала только с консолью около полу года, пока я не приобрел дополнительно интерфейс для работы с сервером. Далее нужно было сделать дизайн, но так, как я не дизайнер, то получилось то, что получилось. Если у кого-то из читателей этого сайта возникнет желание сделать современный и информативный дизайн для данных с метеостанции, то я всегда готов к новым свершениям, а автора дизайна укажу на этой странице.

    Reply
  7. Давид - 29.08.2016 at 14:03

    Я понял, спасибо за информацию. У меня появилась идея тоже купить метеостанцию(выбор стоит между oregon scientific wmr300 и davis ) сделать обычный сайт с выводом на него данных со станции в реальном времени, поэтому, вот собираю информацию как все это сделать.

    Reply
  8. Давид - 29.08.2016 at 14:06

    Думаю что, лучше будет метеостанция davis многофункциональная и наиболее точная.

    Reply
  9. Evgeny - 29.08.2016 at 14:27

    Взглянул на описание wmr300. Если я правильно понял, то эта метеостанция имеет подключение только по USB и программное обеспечение для обработки и хранения для Win-10. Вас устраивает просмотр данных только на винде или хотите через интернет видеть данные?

    Reply
    • Давид - 29.08.2016 at 14:44

      Данные хочу видеть обязательно в интернете и желательно для ОС Linux (так как последнее время пользуюсь это ос)ну или windows 7.

      Reply

Leave a Reply