1.簡介
使用微創聯合M5S空氣檢測儀、樹莓派3b+、prometheus、grafana實現空氣質量持續監控告警WEB視覺化
grafana dashboard效果：
2.背景
2.1 需求：
1.過段時間公司要搬新辦公室，較多同事擔心甲醛(HCHO)、異味（TVOC）這些重要的空氣指標，所以需要能夠對其檢測
2.能夠把這些空氣指標進行WEB展示
3.監控告警關心的空氣指，告警傳送到釘釘群
2.2 已有硬體：
樹莓派3b+ （長期吃灰中）以下簡稱樹莓派
微創聯合M5S空氣檢測儀（版本：M5S溫溼+鋰電+TVOC+資料匯出 17年485元價格購買 ）以下簡稱空氣檢測儀
M5S 家用 鐳射PM2.5檢測儀 甲醛 CO2 空氣質量 霧霾甲醛 檢測儀
【在售價】380.00 元(基礎版)
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3.設計
把空氣檢測儀的usb插到樹莓派上（樹莓派上通過串列埠讀取資料），供電也是通過樹莓派供電
相關軟體執行在樹莓派上
3.1 硬體：
空氣檢測儀如何匯出資料？
空氣檢測儀是有資料匯出版本，自帶串列埠轉USB（ch340晶片）
開啟空氣檢測儀並通過檢測儀左側 FUN 按鈕，把螢幕切換到第 3 屏，這個時候串列埠中就會持續輸出監控資料
在linux上裝置檔案符為“/dev/ttyUSB0”
cat /dev/ttyUSB0
#可以看到
24.9 45.2 23 32 35 26 33 35 4419 1301 159 8 3 0 0.006 0.21
讀取過程中，按一下檢測儀上的 RST 鍵，可以顯示每列資料對應的欄位定義，（按完後需要再按 FUN 鍵切換到第 3 屏）
*--------------------------------------- Data Output Format Definition ----------------------------------------*
TEMP HUMI CH_PM1.0 CH_PM2.5 CH_PM10 US_PM1.0 US_PM2.5 US_PM10 >0.3um >0.5um >1.0um >2.5um >5.0um >10um HCHO TVOC
| TEMP | HUMI | CH_PM1.0 | CH_PM2.5 | CH_PM10 | US_PM1.0 | US_PM2.5 | US_PM10 | >0.3um | >0.5um | >1.0um | >2.5um | >5.0um | >10um | HCHO | TVOC |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 25.1 | 43.3 | 21 | 29 | 31 | 22 | 29 | 31 | 3843 | 1136 | 170 | 6 | 2 | 0 | 0.003 | 0.2 |
| 25.1 | 43.2 | 22 | 30 | 31 | 23 | 30 | 31 | 3876 | 1156 | 170 | 5 | 2 | 0 | 0.005 | 0.16 |
| 25.1 | 43.3 | 22 | 30 | 31 | 23 | 30 | 31 | 3963 | 1174 | 164 | 6 | 2 | 0 | 0.003 | 0.21 |
| 25.2 | 43.3 | 22 | 30 | 31 | 23 | 30 | 31 | 3942 | 1163 | 167 | 6 | 2 | 0 | 0.007 | 0.21 |
帶二氧化碳檢測的版本在HCHO欄位前多一個CO2欄位
更多資料看空氣檢測儀配套的資料
3.2 軟體：
軟體監控採用prometheus + grafana的方案
本文為流水理魚wwek原創 www.iamle.com
現在只需要實現一個串列埠（/dev/ttyUSB0） exporter即可把空氣監測儀的資料打通給prometheus使用
最後配置prometheus取空氣檢測儀的exporter資料，並配置grafana皮膚
監控告警直接使用grafana帶的監控告警
4.實現
*安裝配置wclh_air_detector_exporter 獲得空氣檢測儀資料
wclh_air_detector_exporter讀取串列埠資料並把資料進行結構化，然後輸出metrics
M5S Temperature and Humidity+lithium battery+CO2+TVOC PM2.5 CO2(S8)TEMP&HUMI Detector Haze PM2.5 sensors Laser PM2.5 detector
M5S 家用 鐳射PM2.5檢測儀 甲醛 CO2 空氣質量 霧霾甲醛 檢測儀
WCLH_AIR_DETECTOR_EXPORTER_VERSION=0.1.3
wget https://github.com/wwek/wclh_air_detector_exporter/releases/download/v${WCLH_AIR_DETECTOR_EXPORTER_VERSION}/wclh_air_detector_exporter_${WCLH_AIR_DETECTOR_EXPORTER_VERSION}_linux_armv7.tar.gz
tar zxvf wclh_air_detector_exporter_${WCLH_AIR_DETECTOR_EXPORTER_VERSION}_linux_armv7.tar.gz
mkdir -p /data/soft/wclh_air_detector_exporter
mv wclh_air_detector_exporter /data/soft/wclh_air_detector_exporter
cd /data/soft/wclh_air_detector_exporter
#./wclh_air_detector_exporter -serial_port /dev/ttyUSB0
#自動啟動&程式守護
sudo bash -c 'cat > /etc/systemd/system/wclh_air_detector_exporter.service << EOF
[Unit]
Description=https://github.com/wwek/wclh_air_detector_exporter
Wants=network-online.target
After=network-online.target
[Service]
Restart=on-failure
#User=root
ExecStart=/data/soft/wclh_air_detector_exporter/wclh_air_detector_exporter
[Install]
WantedBy=default.target
EOF'
sudo systemctl daemon-reload
sudo systemctl status wclh_air_detector_exporter
sudo systemctl start wclh_air_detector_exporter
sudo systemctl enable wclh_air_detector_exporter
sudo systemctl status wclh_air_detector_exporter
curl http://localhost:9166/metrics
安裝配置prometheus
PROMETHEUS_VERSION=2.22.0
wget https://github.com/prometheus/prometheus/releases/download/v${PROMETHEUS_VERSION}/prometheus-${PROMETHEUS_VERSION}.linux-armv7.tar.gz
tar zxvf prometheus-${PROMETHEUS_VERSION}.linux-armv7.tar.gz
mkdir -p /data/soft/
mv prometheus-${PROMETHEUS_VERSION}.linux-armv7 prometheus && mv prometheus /data/soft/
#自動啟動&程式守護
sudo bash -c 'cat > /etc/systemd/system/prometheus.service << EOF
[Unit]
Description=https://prometheus.io
Wants=network-online.target
After=network-online.target
[Service]
Restart=on-failure
#User=root
ExecStart=/data/soft/prometheus/prometheus --config.file="/data/soft/prometheus/prometheus.yml"
[Install]
WantedBy=default.target
EOF'
sudo systemctl daemon-reload
sudo systemctl status prometheus
sudo systemctl start prometheus
sudo systemctl enable prometheus
sudo systemctl status prometheus
curl http://localhost:9090
#<a href="/graph">Found</a>.
安裝配置grafana
sudo apt-get install -y apt-transport-https
sudo apt-get install -y software-properties-common wget
wget -q -O - https://packages.grafana.com/gpg.key | sudo apt-key add -
echo "deb https://packages.grafana.com/oss/deb stable main" | sudo tee -a /etc/apt/sources.list.d/grafana.list
sudo apt-get update
sudo apt-get install grafana
sudo systemctl daemon-reload
sudo systemctl start grafana-server
sudo systemctl enable grafana-server
sudo systemctl status grafana-server
curl http://localhost:3000
#<a href="/login">Found</a>.
grafana 中先配置 prometheus(http://localhost:9090)資料來源，然後匯入 “grafana-dashboard.json”空氣檢測儀的dashboard
監控告警
直接使用grafana自帶的告警功能，將關心的指標進行監控並告警
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