Продвинутая система домашнего мониторинга на Arduino Mega с IoT-датчиками

Компоненты и материалы

О проекте

Начал с установки умного термостата Ecobee в доме дочери. Их прекратили выпускать, поэтому нужен был альтернативный вариант для мониторинга уровня воды в дренажной яме, сигнализации о затоплении, пропадания питания и других параметров. Многое почерпнул из проектов на разных ресурсах, особенно по коду Arduino и веб-интерфейса. Использование PushingBox для уведомлений стало ключевым элементом для удалённых оповещений. Благодарю open-source сообщество за публикуемые знания и проекты.

Начал с Arduino Mega 2560, добавил Ethernet-модуль. В Eagle CAD спроектировал пару плат для входов и визуального индикатора, изготовил их в OSH Park. Интерфейсная плата подключает семь сухих контактов, датчик температуры/влажности, RTC и ультразвуковой датчик уровня воды к Arduino.

Для локального отображения использован LCD 4×20. Также 8 светодиодов показывают статус тревог: янтарный — активна, зелёный — была, но сброшена, выключен — сброшена. Кнопка Reset гасит зелёные светодиоды, кнопка Message Enable включает/выключает уведомления через PushingBox.

Веб-интерфейс доступен только в локальной сети — не хотел пробрасывать порты роутера из соображений безопасности. Использовал несколько примеров для Arduino и библиотеку jqPlot для графиков.

На скриншоте: уровень воды менее 10 дюймов — активна тревога (янтарный светодиод). Зелёный показывает, что тревога была, но датчик сработал в обратную сторону. Нажатие Reset гасит зелёный, но янтарный останется, пока уровень не поднимется выше 10 дюймов.

Код

Arduino-скетч (C/C++)

Основные библиотеки: SPI, Ethernet, SD, Wire, LiquidCrystal_I2C, dht, NewPing, RTClib, RTC_DS3231.

Ключевые моменты:

• Веб-сервер на порту 1000, отдаёт JSONP для AJAX-запросов
• Опрос датчиков: ультразвук (медиана 5 измерений), DHT22 (каждые 2 сек), RTC DS3231
• 8 входов тревог + сброс + управление уведомлениями
• Индикация на 8 двухцветных светодиодах (янтарный/зелёный)
• Отправка уведомлений через PushingBox (не чаще раза в 5 минут)
• Веб-страница с графиками jqPlot и датчиками Canvas Gauge

// Пример отправки данных на веб-страницу (JSONP)
client.print("datas({ sensor1 : ");
client.print(sensor1); // уровень воды в дюймах
client.print(", sensor2 : ");
client.print(sensor2); // затопление
// ... sensor3..sensor10, msgtimer, msgonoff
client.print("})");

Веб-интерфейс (JavaScript)

Использует jQuery, jqPlot, Canvas Gauge. Обновление каждые 3 секунды через JSONP. Отображает: уровень воды, температуру, влажность, статус 8 входов, время последнего уведомления. Графики хранят до 100 точек.

Схемы

Файлы схем интерфейсной и аннунциаторной плат (Eagle) доступны в разделе Schematics.