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Extrait - Raspberry Pi 4 Exploitez tout le potentiel de votre nano-ordinateur (...) (2e édition)
Extraits du livre
Raspberry Pi 4 Exploitez tout le potentiel de votre nano-ordinateur (...) (2e édition)
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Exporter les données

Introduction

Les marques et composants cités ci-dessous le sont à titre d’information. Ce sont des solutions que l’auteur a pu tester, mais il n’a aucun lien commercial avec les sociétés citées.

Par SMS

1. Présentation

La station météo peut être utilisée pour surveiller l’évolution du temps dans des endroits particuliers en agriculture ou en viticulture. Pour recevoir les informations à distance, il est possible de faire appel à différentes techniques. L’envoi de SMS est une des possibilités.

On trouve sur le marché, en particulier chez des vendeurs asiatiques, des cartes de téléphonie permettant d’envoyer des SMS. Elles sont équipées de circuits de la série SIM800 ou SIM900. Ces cartes fonctionnent mais sont documentées en anglais et disposent rarement de drivers, les utilisateurs étant renvoyés vers les sites des fabricants des circuits intégrés utilisés.

2. Carte NadHAT

La société Garatronic a développé la carte NadHat, une carte d’extension qui est un modem GSM/GPRS pour le Raspberry Pi. Elle est compatible avec le format HAT Pi Zero (30x65 mm) mais fonctionne sur toutes les versions du Raspberry Pi. La carte NadHAT utilise le module SIM800C et donne accès à une interface de communication M2M (machine to machine) à faible coût.

images/12LF01.png

La carte NadHAT nécessite une carte SIM pour accéder au réseau GSM. Free propose en France une carte SIM qui autorise l’envoi de SMS en illimité pour 2 € par mois...

Avec Sigfox

Sigfox est un opérateur de télécommunications français pour l’IoT (Internet of Things = Internet des objets). Sigfox est spécialisé dans la communication M2M utilisant des réseaux bas débit. La technologie radio utilisée s’appelle UNB (Ultra narrow band = bande très étroite). Elle permet de mettre en œuvre un réseau bas débit économe en énergie.

Sigfox utilise une technologie propriétaire qui émet sur la bande ISM (industrielle, scientifique et médicale) de 868 MHz. Ceci autorise une longue portée et fonctionne en sous-sol. La solution n’étant pas ouverte, elle oblige à souscrire un abonnement et à utiliser les serveurs de Sigfox.

Sigfox ne peut utiliser la bande ISM que 1 % du temps. Par jour, un abonné ne peut envoyer que 140 messages maximum. Chaque message transporte une charge utile de 12 octets. Il est possible de recevoir 4 messages par jour, pouvant contenir chacun une charge utile de 8 octets.

images/12LF04.png

Cette carte de test Sigfox proposée par SNOC mesure une vingtaine de millimètres de côté. L’antenne 868 MHz fournie vient se brancher sur la prise en haut à droite de la carte. Cette carte permet de démarrer à faible coût sur Sigfox.

Avec LoRa - LoRaWAN

LoRaWAN est une solution sans fil à bas débit développée pour l’IoT. Elle autorise une réception et une émission à longue portée (15 km à la campagne), avec la possibilité de gérer plusieurs millions d’appareils. LoRa offre en plus une excellente pénétration dans les bâtiments (même dans les caves et les sous-sols) souvent plus performante que celle des réseaux cellulaires (GSM).

Le protocole est prévu pour des échanges réguliers de messages courts (quelques dizaines d’octets au maximum). LoRa ne sollicite presque pas la source d’énergie, ce qui permet par exemple à des stations météo agricoles de fonctionner cinq ans sur une pile.

LoRaWAN repose sur la modulation LoRa (modulation à étalement de spectre). En Europe, les fréquences utilisées sont dans la bande libre des 868 MHz autorisant la création de réseaux LoRa "privés" sans lien avec un opérateur. Ces réseaux peuvent couvrir un immeuble, un champ, un campus universitaire ou même une ville sans devoir payer d’abonnements.

L’architecture réseau est totalement ouverte contrairement à des concurrents comme Sigfox qui gère la totalité de son réseau d’une extrémité à...

Sur une page web

L’affichage des données sous forme de texte permet de voir les valeurs instantanées. Pour visualiser les évolutions et les tendances, une courbe est beaucoup plus parlante.

À partir du script Python, il est possible d’enregistrer les informations recueillies dans une base de données, puis de les afficher sur une page web via un navigateur. Cela nécessite de développer une interface entre le script et la page web. Cet affichage graphique peut être local ou distant si la machine est accessible depuis Internet.

Dans le cas d’une machine connectée à Internet, il appartient à l’utilisateur de prendre toutes les précautions pour protéger l’accès, au minimum avec des mots de passe "solides".

Des amateurs de météo publient leurs pages web soit directement, soit au travers d’un blog.

Pour effectuer ces tâches d’enregistrement et d’affichage des données, il existe des solutions open source comme InfluxDB et Chronograf qui sont présentées dans le chapitre suivant.

Sur un réseau de partage

Produire ses propres données météorologiques est intéressant et gratifiant. Les amateurs de météo mettent en commun les données qu’ils relèvent pour créer des réseaux de stations amateurs.

Il en existe plusieurs, chacun avec ses particularités quant au format de l’envoi des données.

En France, un des réseaux https://www.infoclimat.fr/cartes/stations-amateurs.php regroupe des stations météo et donne accès à leurs données via une page web :

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Les stations sont réparties sur tout le territoire et il suffit de cliquer sur un des points pour avoir accès à ses données.