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Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Wohnungssteuerung - Gießroboter


Autor: JK (Gast)
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Hallo liebe Leute!

Ich habe vor langer Zeit mit meinem Projekt angefangen. Ich habe einen 
AVR-Controller mit selbtgebautem Board, welches mir mehrere 
Pumpenmotoren ansteuert, um meine Zimmer- und Balkonpflanzen zu gießen. 
Außerdem werden über Temperatursensoren einige Temperaturen (Raum- und 
Außentemperatur) ermittelt.
Da das Ganze bisher mit einer von mir geschriebenen Applikation 
verwaltet wurde (GUI mit Buttons "Pumpe-1 EIN", "Pumpe-2 EIN") möchte 
ich nun den nächsten Schritt wagen.
Und zwar möchte ich das Ganze webbasierend über ein Webinterface machen. 
Sprich, ich habe eine Webseite, auf der mittels Login der Benutzer 
authentifiziert wird, um die Berechtigung zu bekommen, ein Gießen zu 
aktivieren :)

Das Ganze sollte außerdem auf einem von mir bereits optimierten 
Linux-Distri laufen, die in kürzester Zeit startet (Boot dauert etwa 10 
Sekunden). Anschließend startet sofort ein TestProgramm ("Hallo Welt"). 
Das Hallo-Welt-Programm soll später dann durch ein Messwert-Programm 
ersetzt werden, welches mir dann vor-Ort (daheim) die Daten liefert und 
eventuell weitere Konfigurationsmöglichkeiten überlässt, die vom Web aus 
aus Sicherheitsgründen nicht erreichbar sein sollten (Beispielsweise 
Lichter ein/ausschalten).
Als kleines Zusatzfeature sollte dann noch die Temperatur stündlich in 
einer mySQL-Datenbank mitgeschrieben werden, um ggf. später ein Diagramm 
des Temperaturverlaufs eines Monats ausgeben zu können.

Leider weiß ich nicht, wie ich die Schnittstelle zwischen Web und 
Mikrocontroller knüpfe.
Eine I/O-Karte (PCI) fällt definitiv flach, da der Controller ggf. 
später eine Eigenintelligenz verpflanzt kriegt, falls der Computer 
abstürzt, die Wohnung nicht vom Gießwasser überflutet wird ;-)

Nochmal der Aufbau.

 - Am Mikrocontrollerboard sind Sensoren/Aktuatoren angeschlossen.
 - Mikrocontrollerboard hängt über RS232 an dem Linux-"Server"-PC.
 - Linux-Server-PC liefert kontinuierlich Messwerte vom Controller, 
veröffentlicht sie außerdem im Netz.

Die Linux-Applikation würde ich (konsolenbasierend) in C schreiben, da 
das noch relativ hardwarenah ist und ein gutes Handling mit 
Schnittstellenprogrammierung (RS232) ermöglicht.

Ich habe nun an folgendes gedacht:

 - Der "Weblayer" (damit meine ich ausschließlich das Webinterface) 
greift ausschließlich auf die mySQL-Datenbank zu, liest Daten 
(Messwerte) oder setzt Werte (z.B. Befehl: "jetzt gießen"). Dafür würde 
ich z.B. PHP nehmen.

 - Die Linux-App. macht die Kommunikation zwischen Mikrocontroller und 
PC, liefert dabei die Daten an die mySQL-DB und gibt die Werte am 
Bildschirm aus.
 - Der Mikrocontroller ist soweit programmiert, dass er Daten vom PC 
empfängt und diese dann ausführt.

Was haltet ihr von meinem Lösungsansatz?


Vielen Dank im Voraus!

Autor: JK (Gast)
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Einwas noch:

Ein Bekannter von mir hatte mal ähnliches aufgebaut, allerdings nicht 
mit Linux und einer C-App. sondern komplett mit PHP.

Allerdings ist mir das explizite Ansteuern meines Mikrocontrollers 
direkt via PHP viel zu heikel, da Skriptsprache und echtzeitähnliches 
Verhalten nun mal nicht vereinbar sind.
Deshalb würde ich lieber die Methode mit C vorziehen.

Autor: Michael H. (michael_h45)
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Autor: Karl Heinz (kbuchegg) (Moderator)
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Irgendwie hab ich das Gefühl, das ist alles so halbgegoren.

* Hast du eine ständige Leitung ins Internet oder wie stellst
  du dir diese Anbindung vor?

* Wenn ich dich richtig verstehe, dann willst du die Web Seite
  selbst extern hosten.

  Bei deinem externen Provider soll es also eine Web-Seite geben
  Diese Web Seite holt sich die Werte aus eine Datenbank, die ebenfalls
  beim Provider liegt und schreibt ihre Ergüsse (Giessen ja/nein) da
  ebenfalls rein.

  Bei dir lokal zu Hause steht ein Linux Rechner, dessen einzige
  Aufgabe darin besteht als Mittler zwischen dem Provider und deinem
  µC zu fungieren. Dieser Linux Rechner: läuft der ständig?
  Oder sieht der zb alle halbe Stunde in der Datenbank nach, ob es
  etwas zu tun gibt bzw. der updated die aktuellen Werte in der
  Datenbank und danach legt er sich wieder schlafen.

  Und dann gibt es noch den µC, der über eine Serielle mit dem Linux
  Rechner verbunden ist.



Hab ich das so richtig?

Das hört sich für mich alles mächtig kompliziert und komplex an.

Wenn ich sowas machem müsste (Ich habe eine ständige Verbdinung ins 
Internet), dann würd ich mir eine AVR Net I/O kaufen, vom Ulli den Web 
Server da drauf installieren und den ganzen AVR direkt mit einer eigenen 
IP/Port ins Netz hängen.
Ich bin nicht auf einen Provider angewiesen, dass mir der eine Datenbank 
zur Verfügung stellt, ich brauch keinen Provider zum Hosten einer 
Website, ich brauch keinen PC dazwischen. Ein externer Browser verbindet 
sich direkt zum µC und macht dort seine Sache. Laufende Kosten sind 
minimal und die AVR Net I/O kostet einen Spottpreis.


> Allerdings ist mir das explizite Ansteuern meines Mikrocontrollers
> direkt via PHP viel zu heikel, da Skriptsprache und echtzeitähnliches
> Verhalten nun mal nicht vereinbar sind.

Der war gut. Wozu brauchst du da Echtzeit? Weißt du überhaupt was man in 
der EDV unter Echtzeit versteht?

Autor: er (Gast)
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JK schrieb:
> da Skriptsprache und echtzeitähnliches
> Verhalten nun mal nicht vereinbar sind.

Wieso das?
Echtzeit bedeutet nur schnell genug, und beim Blumenbewässern seh ich 
nicht so viel Zeitdruck.


Zur Frage:
Bemühe doch mal die suche hier gibt etliche Threads die sich mit AVR in 
verbindung mit Ethernet beschäftigen.

Autor: JK (Gast)
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>* Hast du eine ständige Leitung ins Internet oder wie stellst
>  du dir diese Anbindung vor?

Eigener Webserver mit Portforwarding (Router) dürfte wohl kein Problem 
darstellen.

>* Wenn ich dich richtig verstehe, dann willst du die Web Seite
>  selbst extern hosten.

Eigener Webserver.


Sehr wohl weiß ich was man unter Echtzeit versteht. Man versteht 
darunter, dass etwas in einer vorgegebenen (maximalen) Zeit ausgeführt 
werden muss.

Ich habe vor, später etwas Zeitkritisches zu steuern, zum Beispiel eine 
Heizungssteuerung.

Tut euch das nicht weh, wenn man mit einer Skriptsprache (PHP) einzelne 
Bytes an eine Hardware schickt? Mir schon.

Autor: JK (Gast)
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Nochmals zum Verständnis.

Dieser Linux-Rechner soll nichts anderes sein als ein Webserver, an den 
mein Controller angeschlossen ist, in einer Datenbank Werte 
protokolliert werden und das Ganze im Web zu veröffentlichen.

Das alles findet bei mir DAHEIM statt. Also kein Provider.

Autor: Moritz S. (moritzs)
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Ich weiss ja nicht, wie zwingend für dich die Protokollierung in einer 
DB ist, aber die oben erwähnte Variante mit dem Pollin NET IO Modul 
sollte einfacher und vor allem platzsparender sein.

Ich hab sowas vor ein, zwei Jahren mal gebaut - allerdings in der 
Sparvariante, also ohne AVR und SQL-DB, dafür mit Parallelport und 
mini-C-Programm, das über die Kommandozeile Bitnummer und Zustand 
(an/aus) entgegen genommen hat und entsprechend die Bits des 
Parallelports gesetzt hat.
Direkt aus PHP ist afaik ja kein Zugriff auf die Hardware möglich (warum 
auch, dafür gibts ja andere Sprachen).

Quintessenz: Wenn du auf deine SQL-DB verzichten kannst, aber Zugriffe 
und Aktionen loggen willst, nimm das NET-IO-Modul und spendier ihm ne 
SD-Karte und logge Zugriffe in eine csv-Datei.

Autor: JK (Gast)
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Naja Parallelport ist Asbach-Uralt. Und direkt die Datenleitungen als 
Zustandssteuerung herzunehmen möchte ich eigentlich auch nicht. 
Sicherlich brauchbar, wenn es darum geht, nur zwei Zustände an 
Aktuatoren zu geben.


Das Problem ist eben, dass ich dieses Mitloggen haben möchte, außerdem 
erscheint mir da ein AVR etwas zu unsicher, wenn ich daran denke, einen 
Userlogin auf dem Webinterface mit Verschlüsselung (gibts das beim AVR? 
) zu verwenden. -Ich denke nicht, dass das der AVR-Webserver bietet.
Da fühle ich mich bei einem millionenfach bewährten Apache-Server schon 
deutlich wohler, wenn ich daran denke, dass via Web meine Heizung nicht 
von irgendwem gesteuert wird.

Nächster Grund, warum ich für den Linux-PC bin:
Beim AVR ist man immer eingeschränkt, sei es die Leistungsfähigkeit, der 
Speicher oder eben die Möglichkeiten.
So kann ich in Linux in C, Perl, Bash, was auch immer programmieren, was 
beim AVR erstmal ein Experiment wird.


Gruß

Autor: Markus Müller (mmvisual)
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Ein AVR als Gieß-Controller ist ja OK.
Ein Linux-Server mit WEB-Server ja auch.

Was fehlt ist ein klize kleines Programm, das eine Kommunikation 
zwischen der Datenbank und dem Controller herstellt.

Das geht ganz einfach:
- Datenverbindung seriell. V24 gibts schon ewig und tut sicher.
- Auch der AVR kann serielle Daten.
- Das Linux Programm öffnet einen seriellen TTY Port und kann dann 
relativ leicht komunizieren. Einfach ein Byte Schicken, darin sind 8 
Bits = 7 Pumpen + Parität.
- der AVR kann dann auch irgend was schicken, das dann das PC Programm 
in die Datenbank baggert.

Die Web-Seite läuft über den Apache-Server mit PHP direkt unter Linux 
und der muss nichts vom Mikrocontroller wissen, nur von der Datenbank.

Das PC-Programm pollt z.B. jede Sekunde ob ein neuer Befehl in der DB 
eingetragen wurde und tut den dann zum AVR übermitteln.

Wo ist jetzt das Problem?

Autor: Karl Heinz (kbuchegg) (Moderator)
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JK schrieb:
>>* Hast du eine ständige Leitung ins Internet oder wie stellst
>>  du dir diese Anbindung vor?
>
> Eigener Webserver mit Portforwarding (Router) dürfte wohl kein Problem
> darstellen.

OK. Dieses klitzekleine Detail hast du vorher ja nicht erwähnt.

>
> Sehr wohl weiß ich was man unter Echtzeit versteht. Man versteht
> darunter, dass etwas in einer vorgegebenen (maximalen) Zeit ausgeführt
> werden muss.
>
> Ich habe vor, später etwas Zeitkritisches zu steuern, zum Beispiel eine
> Heizungssteuerung.


Was ist an einer Heizungssteuerung kritisch?
Ob die Heizung jetzt 2 Hunderstel Sekunden früher oder später abschaltet 
dürfte kaum eine Rolle spielen.
Wenn du nebenher vom Rechner ein Pendel balanzieren lassen willst, dann 
bist du zeitkritisch und brauchst ein Echtzeitsystem!

> Tut euch das nicht weh, wenn man mit einer Skriptsprache (PHP) einzelne
> Bytes an eine Hardware schickt? Mir schon.

Nicht wirklich, solange es den Zweck erfüllt.

> außerdem erscheint mir da ein AVR etwas zu unsicher

Auch wenn Linux sehr stabil läuft, dein AVR läuft stabiler. Da gibt es 
keinen anfälligen Unterbau oder fehlerhafte Treiber. Dein Programm ist 
das einzige was am AVR läuft. Was du programmierst passiert und sonst 
nichts anderes.

> Ich denke nicht, dass das der AVR-Webserver bietet.

Er bietet das, was du hineinprogrammierst. Der kleine Web-Server ist 
beileibe nicht so aufgebläht und ausgefuchst wie ein großer Apache. 
Dafür ist er aber überschaubar und du hast jedes Detail in der Hand.


Aber egal: Du hast dich bereits auf Linux eingeschossen und das ist auch 
ok so. Wozu du dann da überhaupt noch einen AVR brauchst, ist mir 
allerdings wirklich nicht klar. Parallelport, daran mgl ein paar 
Schieberegister oder eine fertige I/O Platine für den PC und fertig. Je 
mehr Prozessoren beteiligt sind, desto fehleranfälliger wird das 
Gesamtsystem normalerweise solange man keine Erfahrung mit 
Multiprozessoren hat.

Autor: JK (Gast)
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@ Markus Müller:  Genau so habe ich es mir vorgestellt, wie auch aus 
meinem ersten Beitrag zu entnehmen ist. Meine Frage war ja

>Was haltet ihr von meinem Lösungsansatz?

>Wozu du dann da überhaupt noch einen AVR brauchst, ist mir
allerdings wirklich nicht klar.

Wiegesagt, um dem kleinen AVR irgendwann mal eine Eigenintelligenz 
einzuhauchen, falls der PC abstürzt und die Heizung kurz vor der 
Kernschmelze steht.

>Parallelport, daran mgl ein paar Schieberegister oder eine fertige I/O >Platine 
für den PC und fertig.
Von den Preisen einer I/O-Karte verglichen mit einem AVR ganz zu 
schweigen.

Hier nochmal der Aufbau meines Projekts:

                                  +-----------------------------+
   +------+                       |       Linux-PC              |
   |Sensor|============>|-----|   | +---------+    +---------+  |
   +------+             | AVR |<===>|SteuerApp|<==>|Datenbank|  |
   +--------+==========<|-----|   | |         |    +---------+  |
   |Aktuator|                     | |         |      \/   /\    |
   +--------+                     | |         |    +---------+  |
                                  | |         |    | Apache  |  |
                                  | +---------+    | mit PHP-|  |
                                  |                | Webseite|  |
                                  |                +---------+  |
                                  |                             |
                                  |                             |
                                  +-----------------------------+

Autor: JK (Gast)
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Jetzt sagt keiner mehr was....

Autor: Karl Heinz (kbuchegg) (Moderator)
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Wozu auch?

Du hast einen Plan wie du das machen willst.
Irgendwelche Veränderungen an deinem Plan lässt du nicht zu bzw. 
schmetterst du ab.


Dein Plan klingt nicht schlecht und realisierbar. Und mehr kann man dazu 
auch nicht sagen. Der Rest hängt von deinen Fähigkeiten ab, die hier 
keiner kennt.

Autor: JK (Gast)
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Naja am "Grundplan" lasse ich natürlich gerne Vorschläge/Veränderungen 
zu, aber ich möchte halt keinen AVR-NET-IO dafür verwenden, der oben 
gezeigte Aufbau sollte schon so sein.

Aber vielleicht gibt es ja da noch einen Feinschliff?


Danke!

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