如何可视化水表使用并在用水过量时获得警报

在我居住的村庄，水表每五年更换一次，今年正好是第五年。我借此机会与市政办公室沟通，询问是否可以获得带脉冲模块的水表，以便集成到我的网络中。他们同意了！——再次感谢！

上周他们来安装了新水表，我不在家，回家后发现了以下情况：

![水表安装图]

他们还留下了包装，因此我可以猜测模块类型。看起来像是Wehrle的“Ringkolben-Patronenzähler MODULARISRTK-OPX”，如数据手册所示。我不完全确定是S0还是M-Bus版本，但朋友告诉我应该是S0版本，因为M-Bus贵得多，所以我选择了它。

连接S0模块

水表有一个光耦合器（光电耦合器），在我的情况下由内部电池供电。每流过一升水，上述两根电缆会短暂连接（例如100毫秒）。最简单的情况下，可以使用上拉电阻到5V，但这可能会带来问题。最好使用2个电阻和2个电容来稳定脉冲并防止电磁干扰等不良影响。由于我学校学这个的时间太久了，我请了一位经常做电路的朋友帮忙，得到了这个图纸：

![电路图]

他建议使用以下电阻和电容：

R1 – 4.7kOhm
R2 – 470Ohm
C1 – 100nF
C2 – 10nF

在家，我搭建了这个电路（图片上未完全完成）：

![电路搭建图]

可以看到，我使用了旧的PC电源连接器来连接水表，这样可以轻松断开连接。硬件成本至今不到1欧元——当然家里需要一些工具（如焊铁）。

现在回到我更熟悉的领域……

将信号接入网络

我家有几个树莓派，最初考虑使用一个，但这对我的需求来说太过了，因为我打算在家庭服务器的容器中进行可视化和警报。我选择了类似Arduino但更便宜的东西：NodeMCU，它具备这个项目所需的一切：

带中断触发的数字输入——无需轮询，不会错过脉冲
WiFi支持，可连接到我的物联网网络
与Arduino IDE集成
成本低于5欧元

让我们看看我的代码——你可以从这里下载。代码的第一部分导入所需的库并定义一些变量：

WiFi SSID和密码
每升水通知的主机和端口——我们将使用InfluxDB，你会看到它有多简单
连接水表的PIN——确保支持中断

然后是启动时执行一次的代码，连接WiFi并附加中断：

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// 连接WiFi和设置中断的代码

最后是由中断调用的代码——它只是为每升水发送一个UDP消息，格式为InfluxDB，其余由InfluxDB时间序列数据库处理：

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// 中断处理代码

如你所见，代码非常简单——复杂的东西由InfluxDB处理。

可视化和警报

当然，我可以自己写可视化和警报，过去也这样做过，但那些日子已经过去了。InfluxDB和同一团队的其他项目为这样的家庭项目做得更好。你会看到它有多简单。我从Linux家庭服务器上的空LXC容器开始。容器中使用Debian 9，但InfluxDB为所有主要发行版打包。

首先，我们需要安装curl和apt的https支持——我的容器尽可能小。

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# apt install curl apt-transport-https

下载InfluxDB仓库的签名密钥。

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# curl -sL https://repos.influxdata.com/influxdb.key | apt-key add -

然后添加仓库到列表。

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# cat >> /etc/apt/sources.list
deb https://repos.influxdata.com/debian stretch stable

安装软件。

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# apt update
# apt-get install influxdb chronograf kapacitor

默认情况下，InfluxDB的UDP接口是禁用的。你需要修改配置文件/etc/influxdb/influxdb.conf，使其类似这样：

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[[udp]]
enabled = true
bind-address = ":8888"
database = "db_iot"

现在只需启用各种服务。

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# systemctl enable influxdb
# systemctl start influxdb
# systemctl enable kapacitor
# systemctl start kapacitor

如果一切正常，你应该看到类似这样的输出：

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# netstat -lpn | grep 8888
tcp6 0 0 :::8888 :::* LISTEN 1505/chronograf
udp6 0 0 :::8888 :::* 1539/influxd

现在只需创建我们为UDP配置的数据库：

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# influx
Connected to http://localhost:8086 version 1.7.6
InfluxDB shell version: 1.7.6
Enter an InfluxQL query
> CREATE DATABASE db_iot
> exit

之后，打开浏览器连接到http://<服务器IP地址>:8888，并填写表单，详情如下：

连接字符串：输入运行InfluxDB的机器的主机名或IP，包括InfluxDB的默认端口8086。在我的情况下是localhost / 127.0.0.1
连接名称：为连接字符串输入一个名称
用户名和密码：除非你在InfluxDB中启用了授权，否则这些字段可以留空
Telegraf数据库名称：可选，输入你的Telegraf数据库名称。默认名称是Telegraf

其他一切都可以通过浏览器完成——只需看看我仪表板元素之一的配置——SQL代码通过点击编写:-)。

我的水表仪表板目前看起来像这样：

![水表仪表板图]

你还可以定义警报。在这种情况下，如果一小时内使用超过100升水，我希望收到警报消息——我应该知道是否发生以及是否正常。

我希望你看到可视化和警报水表使用有多简单。它也非常便宜——如果你已经有服务器，一切约5欧元，否则让它在树莓派上运行（约30欧元），租用虚拟服务器1-2欧元/月，或使用NAS的容器功能。

评论：

David Simmons：这太酷了！如果你迁移到InfluxDB 2.0 Alpha，可以使用我的Arduino InfluxDB库：https://github.com/davidgs/ESP8266_Influx_DB，直接写入数据库。同时关注我的新2.0 MQTT输出！

可视化水表使用并设置超额用水警报的完整指南

本文详细介绍了如何通过S0脉冲模块连接水表，使用NodeMCU和InfluxDB实现用水量监控与警报系统，包含硬件电路搭建、代码实现及数据可视化配置。

如何可视化水表使用并在用水过量时获得警报

连接S0模块

将信号接入网络

可视化和警报