Měření a ukládání dat v cloudu (1.)

Aneb „Jak jít s kanónem na vrabce“

1. Měříme a získáváme měřené údaje
2. Odesíláme údaje a sbíráme v cloudu
3. Sebraná data ukládáme do databáze
4. Data z databáze zpracujeme, zobrazíme a analyzujeme

1. Měření a získání naměřených dat počítačem

V našem okolí se dají pomocí speciálních čidel měřit rozmanité údaje. Od teploty, vlhkosti a tlaku vzduchu, přes měření teploty vody v zahradním jezírku nebo v kotli či bojleru, spotřebu elektřiny a vody, až po cokoliv nás napadne.

Pro začátek se můžeme spokojit s údaji, které jdou měřit v počítači nebo v jednodeskovém počítači typu Raspberry Pi s operačním systémem Linux. Osobně nejvíc používám Debian GNU/Linux, Ubuntu, Linux Mint, Armbian a CoreELEC, ale to záleží na osobním vkusu každého soudruha.

Účelem tohoto článku je v podstatě zdokumentovat základy realizovaného řešení a měřením v jiných operačních systémech se proto nezabývá.

• Teplota procesoru a vzduchu ve skříni, počet otáček ventilátoru a hodnoty napětí programem sensors z balíku lm-sensors.

  Pro automatizované zpracování dat jsou užitečné přepínače -u pro vypsání v jednoduchém formátu či -j pro vypsání ve formátu json.

  $ sensors -u

  it8728-isa-0a30
  Adapter: ISA adapter
  in0:
    in0_input: 1.068
    in0_min: 0.000
    in0_max: 3.060
    in0_alarm: 0.000
    in0_beep: 0.000
  in1:
    in1_input: 2.232
    in1_min: 0.000
    in1_max: 3.060
    in1_alarm: 0.000
    in1_beep: 0.000
  in2:
    in2_input: 2.976
    in2_min: 0.000
    in2_max: 3.060
    in2_alarm: 0.000
    in2_beep: 0.000
  in3:
    in3_input: 2.916
    in3_min: 0.000
    in3_max: 3.060
    in3_alarm: 0.000
    in3_beep: 0.000
  in4:
    in4_input: 2.232
    in4_min: 0.000
    in4_max: 3.060
    in4_alarm: 0.000
    in4_beep: 0.000
  in5:
    in5_input: 0.708
    in5_min: 0.000
    in5_max: 3.060
    in5_alarm: 0.000
    in5_beep: 0.000
  in6:
    in6_input: 1.524
    in6_min: 0.000
    in6_max: 3.060
    in6_alarm: 0.000
    in6_beep: 0.000
  3VSB:
    in7_input: 3.384
    in7_min: 0.000
    in7_max: 6.120
    in7_alarm: 0.000
    in7_beep: 0.000
  Vbat:
    in8_input: 3.120
  fan1:
    fan1_input: 1146.000
    fan1_min: 0.000
    fan1_alarm: 0.000
    fan1_beep: 1.000
  fan2:
    fan2_input: 0.000
    fan2_min: 0.000
    fan2_alarm: 0.000
    fan2_beep: 1.000
  fan3:
    fan3_input: 0.000
    fan3_min: 0.000
    fan3_alarm: 0.000
    fan3_beep: 1.000
  fan4:
    fan4_input: 0.000
    fan4_min: 0.000
    fan4_alarm: 0.000
    fan4_beep: 1.000
  fan5:
    fan5_input: 0.000
    fan5_min: 0.000
    fan5_alarm: 0.000
    fan5_beep: 1.000
  temp1:
    temp1_input: 31.000
    temp1_max: 127.000
    temp1_min: 127.000
    temp1_alarm: 0.000
    temp1_type: 4.000
    temp1_offset: 0.000
    temp1_beep: 1.000
  temp2:
    temp2_input: -55.000
    temp2_max: 127.000
    temp2_min: 127.000
    temp2_alarm: 0.000
    temp2_type: 4.000
    temp2_offset: 0.000
    temp2_beep: 1.000
  temp3:
    temp3_input: 18.000
    temp3_max: 127.000
    temp3_min: 127.000
    temp3_alarm: 0.000
    temp3_type: 6.000
    temp3_offset: 94.000
    temp3_beep: 1.000
  intrusion0:
    intrusion0_alarm: 0.000
  

  Z výpisu můžeme jednoduchým awk skriptem vyfiltrovat a přeformátovat hodnoty, které nás zajímají.

  $ sensors -u | awk '/_input:/ { gsub("_input:", ""); print $1 "=" $2 }'

  in0=1.068
  in1=2.232
  in2=2.976
  in3=2.916
  in4=2.232
  in5=0.708
  in6=1.524
  in7=3.384
  in8=3.120
  fan1=1146.000
  fan2=0.000
  fan3=0.000
  fan4=0.000
  fan5=0.000
  temp1=31.000
  temp2=-55.000
  temp3=18.000
  

• Teplota pevného disku nebo SSD programem smartctl z balíku smartmontools.

  Přepínač -n sleep zabrání probuzení uspaného disku a přepínačem -l scttempsts se získá teplota i uspaného disku (před uspáním).
  Při použití přepínače -A, který zobrazí S.M.A.R.T. data včetně teploty, se uspané disky probouzí. Pravidelné čtení těchto dat zabraňuje uspávání disků po nastavené době nečinnosti (programem hdparm -S<timeout>), takže používat až po jejich přechodu do úsporného režimu (zjištění programem hdparm -C).

  $ smartctl -n sleep -l scttempsts /dev/sda

  smartctl 7.1 2019-12-30 r5022 [x86_64-linux-5.4.0-77-generic] (local build)
  Copyright (C) 2002-19, Bruce Allen, Christian Franke, www.smartmontools.org
  
  === START OF READ SMART DATA SECTION ===
  SCT Status Version:                  3
  SCT Version (vendor specific):       1 (0x0001)
  Device State:                        Active (0)
  Current Temperature:                    21 Celsius
  Power Cycle Min/Max Temperature:     18/21 Celsius
  Lifetime    Min/Max Temperature:     -2/63 Celsius
  Specified Max Operating Temperature:    55 Celsius
  Under/Over Temperature Limit Count:   0/0
  

  Vypsání pouze aktuální teploty disku pomocí awk skriptu:

  $ smartctl -n sleep -l scttempsts /dev/sda | awk '/Current.*Celsius/ {  gsub(/([^0-9 ]+)/, ""); print "temp_sda=" $1 }'

  temp_sda=21
  

• Měření teploty externím teplotním čidlem Dallas DS18B20 připojeným na 1-Wire sběrnici a k počítači přes seriový port RS-232 nebo přes USB TTL UART převodník.

  Načtení hodnot programem digitemp:

  $ digitemp_DS9097 -i -s /dev/ttyS0  # uložení konfigurace do .digitemprc

  DigiTemp v3.7.2 Copyright 1996-2018 by Brian C. Lane
  GNU General Public License v2.0 - http://www.digitemp.com
  Turning off all DS2409 Couplers
  ..
  Searching the 1-Wire LAN
  281234E000000001 : DS18B20 Temperature Sensor
  286789E000000099 : DS18B20 Temperature Sensor
  ROM #0 : 281234E000000001
  ROM #1 : 286789E000000099
  Wrote .digitemprc
  

  $ digitemp_DS9097 -a                # načtení hodnot všech čidel

  DigiTemp v3.7.2 Copyright 1996-2018 by Brian C. Lane
  GNU General Public License v2.0 - http://www.digitemp.com
  Jul 20 17:35:10 Sensor 0 C: 23.25 F: 73.85
  Jul 20 17:35:11 Sensor 1 C: 22.44 F: 72.39
  

  Vypsání pouze naměřené teploty ve °C jednotlivých teploměrů:

  $ digitemp_DS9097 -a -q | awk '/Sensor/ { print "temp_sensor" $5 "=" $7 }'

  temp_sensor0=23.25
  temp_sensor1=22.44
  

Příště si naměřené údaje zpracujeme a pošleme do cloudu.