通过LoRa/LoRaWAN网络监控服务器机房

SerVision是一种紧凑高效的基于LoRa的物联网系统，用于监控服务器机房的关键环境参数。它通过使用物联网(TTN)将实时数据传输到中央平台，确保及早发现潜在风险，如过热、湿度峰值或火灾。收集到的数据将被存储、可视化，并用于在超过阈值时触发警报。我们在Unilasalle Amiens进行了这个项目。

电子产品

该系统主要由两块主控板组成：

•带有以太网屏蔽和LCD显示屏的Arduino Leonardo，

•用于LoRa通信的SODAQ Explorer板。

一个定制的PCB连接两个板，以及外部传感器(火焰，湿度，温度，亮度)。它包括一个可切换的UART线路、电源管理和3d打印外壳，用于在服务器机房环境中安全集成。专用开口可以方便地访问电缆和连接器。

嵌入代码

SerVision系统使用两个协同工作的微控制器：Arduino Leonardo和SODAQ Explorer。

Arduino Leonardo处理本地传感和数据准备。它读取温度，湿度(DHT11)，光(光敏电阻)，火焰(数字传感器)和模拟温度。每隔1分钟，它构建一个结构化的串行帧，如下所示：

它还ping三个预定义的IP地址，并在帧中包含它们的可达性。数据显示在16x2 LCD上，并通过串行发送到SODAQ板。

SODAQ Explorer解析接收到的帧，将值转换为紧凑的二进制有效载荷，并通过LoRaWAN传输到物联网(TTN)。它还检查下行消息：如果收到一个，它提取第一个字节并将其转发给Arduino。

Arduino解释这个字节来远程启用或禁用IP监控逻辑，允许从TTN平台进行基本的远程控制。

LoRa

•MQTT:

我们通过物联网(TTN)间接使用MQTT，它依赖于这个轻量级协议在连接的对象和第三方服务之间传输消息。TTN负责从对象接收LoRa数据，然后在MQTT中发布它。然后，我们的Node-RED服务连接到TTN的MQTT代理以实时检索数据。

•TTN:

上行:

连接对象(Sodaq Explorer)通过LoRaWAN发送64位编码的数据。使用自定义JavaScript脚本在TTN上对原始数据进行解码。解码器将二进制有效负载转换为结构化对象(您可以在下面的代码部分中看到解码器)。

下行:

从我们的web界面，用户可以配置3个不同的IP地址进行ping测试。这些ip被转换成十六进制，然后用Base64编码，并通过TTN v3 HTTP API发送给TTN：

下行链路由Sodaq Explorer接收后，通过串口将信息传输给Arduino Leonardo，重新配置网络测试ip。

服务器(集装箱岸吊)

我们的基础架构托管在一个Linux虚拟机上，在这个虚拟机上安装了Portainer，一个图形化的Docker管理界面。我们运行三个对项目至关重要的服务：

NodeRed

流程A: Node-RED是我们应用程序逻辑的核心。它通过MQTT接收来自TTN的数据，对其进行处理，实时显示并执行一些操作：将数据发送到InfluxDB和触发警报(发送电子邮件)。

流程B：使用自定义功能，例如，发送电子邮件，我们使用SMTP Gmail服务器(需要认证到谷歌帐户)，如果火焰被检测到，或者如果温度超过临界阈值，或者如果我们失去了网关连接。

InfluxDB

InfluxDB是一个面向时间序列的数据库，非常适合存储我们的传感器测量值。它存储以下数据的历史记录：温度，湿度，亮度，网络连接(本地，网关，公共)，火焰检测

数据通过HTTP API或直接从网站请求，用于动态图形显示。

Apache

apache服务器提供了一个清晰且响应迅速的仪表板来监视环境条件。用php编写的web应用程序连接到存储通过LoRaWAN接收到的所有传感器数据的InfluxDB数据库。一个界面显示它们的所有值。它还显示了三个被监控IP地址的网络状态，可由用户在“下行”形式中设置。整个系统提供了从任何web浏览器对服务器机房环境的完全可见性和控制。

本文编译自hackster.io