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EdgeMaster를 활용한 실내 미세먼지 관리

개요

저번 글에서 소개한 ‘온습도 관리 시스템 구축‘이외에도 raspberry pi를 활용하면 간단히 사무실의 환경을 감시하는 시스템을 구성할 수 있다. 이미 EdgeMaster를 사용중이라면 추가로 환경감시 시스템을 구축해 보는 것도 활용방안 중의 하나일 것이다. 이번에는 PM2008M 미세먼지 센서를 이용해서 미세먼지 감시 시스템을 구축하는 과정을 설명하도록 한다.

준비물

  • Raspberry pi 4 (4G RAM & ubuntu OS)
  • EdgeMaster Server가 설치된 Linux 서버
  • 미세먼지 센서 (PM2008M)
  • PM2008M용 아두이노 연결 케이블

센서연결

Raspberry pi의 핀배열을 참조하여 해당되는 핀에 연결 케이블을 이용해서 연결한다.

Raspberry4
PM2008M

컴퓨존에서 센서를 구매하면 연결선까지 같이 주는데 연결이 잘못되어있어 센서값을 못 받아온다. 아래 사진처럼 연결선의 노란색 선을 뽑아야 정상적으로 데이터를 받아올 수 있다.

PM2008M cable

Raspberry pi 4 준비

gpio를 사용해서 센서와 통신을 하기 때문에 gpio 라이브러리가 설치되어 있어야 한다. 없는 경우 아래와 같이 설치한다.

$ git clone https://github.com/WiringPi/WiringPi
$ cd WiringPi
$ ./build

아래와 같이 설정을 수정해 준다.

$ cd /boot/firmware
$ sudo vi nobtcfg.txt
dtoverlay=pi3-disable-bt  // 주석 풀기
$sudo vi nobtcmd.txt
from : net.ifnames=0 dwc_otg.lpm_enable=0 console=ttyAMA0,115200 console=tty1 root=LABEL=writable rootfstype=ext4 elevator=deadline rootwait fixrtc
  // console=ttyAMA0,115200 삭제
to   : net.ifnames=0 dwc_otg.lpm_enable=0 console=tty1 root=LABEL=writable rootfstype=ext4 elevator=deadline rootwait fixrtc

그리고 부트시 device에 접근할 수 있도록 권한을 부여해 주어야 한다.

$ sudo chown root:sudo /dev/gpiomem
$ sudo chmod g+rw /dev/gpiomem

PM2008M Taglet 등록

EdgeMaster의 설치와 Edge 등록에 관한 내용은 이전 글인 ‘EdgeMaster와 Raspberry pi 4를 이용해서 온습도 감시 시스템을 구축해 보자‘를 참조하기 바란다.

먼저 EdgeList에서 Edge를 선택한 다음 Taglet List 우측에 있는 [+] 버튼을 누른다. (이전 글의 온습도 Taglet 추가하는 것과 같다.) 이어 나타나는 Taglet Information 설정화면에서 pm2008m을 선택한다. pm2008m Taglet은 기본값으로 설정된 대로 사용하면 된다.

Taglet

PM2008M 센서는 1초 주기로 PM1.0, PM2.5, PM10 값을 읽을 수 있다. 온습도 시스템과 같이 특정값을 위반하는 경우 경고 메일을 받고 싶다면 아래와 같이 Tag들을 등록하면 된다.

Tag

가능한 미세먼지 기준에 맞추려고 검색을 해봤는데 PM1.0에 관한 기준은 찾을 수가 없어서 PM2.5와 같게 설정했다. 아래의 표에 미세먼지 기준이 있는데 그냥 대충 인터넷에서 검색한 자료이므로 참고만 할 것을 권한다.

구분 보통 나쁨 매우나쁨 비고
PM10 31 ~ 80 81 ~ 150 151 ~ 미세먼지
PM2.5 16 ~ 35 36 ~ 75 75 ~ 초미세먼지

경고 발생시 메일을 받으려면 ‘온습도 관리 시스템 구축‘의 마지막 부분을 참고해서 메일을 설정해 두어야 한다. 등록을 완료하고 Home으로 돌아오면 아래와 같이 data가 수집되고 있는 것을 확인할 수 있다.

Home

Home화면에 표시되고 있는 Edge card의 우상단에 있는 Edge chart 아이콘을 클릭하면 Edge에 저장되고 있는 값들을 실시간 chart로 확인할 수 있다.

edge chart

마무리

EdgeMaster는 OPC-UA, modbus, MQTT 등의 범용 프로토콜을 지원하는 Taglet 뿐만 아니라, raspberry pi를 활용하여 사용할 수 있는 Sensor들도 다수 지원하고 있으며 앞으로도 꾸준히 추가해 나갈 예정이다.

이번에는 미세먼지 센서에 대해서 알아봤지만 EdgeMaster에 포함되어 있는 Sensor에 대해서는 계속해서 소개하도록 하겠다. 참고로 PM2008M 센서는 샤오미 공기청정기에 들어가는 센서라는 이야기가 있는데 확인되지는 않은 이야기이다.

아래의 차트를 보면 요즘 재택근무 중이라서 사무실의 공기가 많이 깨끗했는데 이 글을 쓰기 위해 사무실을 찾았더니 아침 9시 이후로 미세먼지 상태가 안 좋게 나타나고 있다.

dust chart

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