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El síndrome del francotirador majara
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20 feb 17 Mejoras en el sistema de telemetría

Este fin de semana he estado con Ana y unos amigos en Waterford. Ha sido la oportunidad perfecta para probar el sistema de telemetría. Y la verdad es que se ha portado de fábula. Como muestra, un botón:

Como se puede apreciar, la recogida de datos funcionó a la perfección durante las dos hora de viaje desde Dublín a Waterford. Por ello, me he decidido a realizar algunas modificaciones en el sistema de telemetría:

  • Recogida de parámetros adicionales: Hasta ahora recogía 3 valores de la centralita del coche: velocidad, revoluciones por minuto y flujo de aire entrante en el motor, este último, junto con la velocidad, para realizar el cálculo del consumo de combustible. Ahora voy a pasar a recoger 14 parámetros en total, que son los que proporciona la centralita del coche. En otros vehículos más modernos se pueden recoger muchos más parámetros, pero por el momento tengo información más que suficiente de múltiples valores: temperaturas, sensores de depósito, % de potencia utilizada, % de recorrido del acelerador… El detalle de los parámetros recogidos es el siguiente:
    PIDs OBD II Mercedes W203

    PIDs OBD II Mercedes W203

  • Modificación en la frecuencia de recogida de valores: Dado que paso a recoger más parámetros, y anteriormente he tenido problemas de uso del canal de comunicación Bluetooth, voy a reducir la frecuencia de recogida de valores desde los 2 segundos a los 5. Si el sistema se sigue mostrando estable, consideraré volver a recoger valores cada 2 segundos.
  • Cálculo de distancia recorrida: Uno de los valores que la centralita no proporciona es la distancia recorrida. Así que he introducido el cálculo de la misma, basado en los datos proporcionados por el sensor GPS.
  • (En desarrollo) Incorporación de acelerómetros: De nuevo, un valor no proporcionado por la centralita. En este caso, se trata de medir la aceleración del vehículo en los ejes X, Y y Z. La centralita no los proporciona, y la Raspberry Pi tampoco. Así que he encargado un acelerómetro con giróscopos incorporados, que proporcionará información a través del los puertos GPIO de la RPi.
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29 ene 17 Sistema de telemetría y geoposicionamiento para vehículos

Escribía en mi entrada anterior que estaba trabajando en un sistema de telemetría para el Mercedes. Durante estas últimas semanas he estado realizando algunas mejoras en el sistema, y si bien aún es posible incorporar algunas más, en este momento ya empieza a tener un desarrollo bastante definido. En pocas palabras, se trata de un sistema de telemetría que recoge datos de dos fuentes, la centralita del coche y un módulo GPS, para transmitirlo a un servidor donde se almacenan los datos para su posterior tratamiento. En este momento, el tratamiento consiste en dos actividades: representación gráfica de velocidad, revoluciones por minuto y consumo del coche, y geoposicionamiento en mapas en tiempo real. Este es un esquema básico de la plataforma:

Esquema del sistema de telemetría

Esquema del sistema de telemetría

El sistema está compuesto por los siguientes elementos:

  • Sonda de captura de datos: La sonda de captura de datos consiste en una Raspberry Pi que se conecta con la centralita del coche mediante un módulo bluetooth. La centralita del coche se ha equipado, a su vez, con un módulo OBD-II con bluetooth. Esta sonda, de igual manera, dispone de un módulo GPS para proporcionar datos relativos a la posición del vehículo.
  • Programa de telemetría: En la sonda de posicionamiento he desplegado un programa que recopila información de las fuentes anteriores, que he desarrollado en Python. Este programa, en líneas generales, comprueba el estado de las fuentes de datos antes mencionados, recopila la información y la prepara para su transmisión. Para ello, se apoya en un broker MQTT instalado en la propia sonda. Por último, se hace un almacenado local en ficheros csv de la información recopilada, junto con una marca de tiempo.
  • Broker MQTT local: Para realizar la transmisión de datos al servidor de almacenamiento y procesado de datos se hace uso de un broker MQTT local. MQTT es un protocolo ligero de mensajería para pequeños sensores y dispositivos móviles ideado por IBM. Está optimizado para realizar la transmisión de datos incluso en redes no confiables y en entornos de alta latencia, por lo que es ideal para delegar en él la capa de transmisión de datos del programa anterior, ya que es presumible que el vehículo pueda encontrarse en situaciones de escasa cobertura o incluso pérdida total de la misma, además de en situaciones en las que la transmisión de datos haya de efectuarse haciendo uso de redes GSM de escasa capacidad. Además, tiene la ventaja de que produce menos sobrecarga que otros protocolos como HTTP, y (en teoría) hace un menor consumo de datos. La idea es la siguiente: el programa anterior delega en el broker MQTT el establecer el envío de paquetes al servidor. El broker MQTT actúa además como buffer local de los paquetes transmitidos, en caso de pérdida o inestabilidad de las comunicaciones. Este buffer local, gracias a una pequeña base de datos interna, es persistente incluso ante reinicios inesperados de la sonda. El broker MQTT local está sincronizado con otro broker MQTT desplegado en el servidor de recepción de datos, y es capaz de garantizar la correcta sincronización, como se ha comentado, incluso en situaciones de pérdida total de conectividad y reinicios en la sonda de datos.
  • Envío de datos mediante tethering bluetooth: El broker local MQTT es dotado de conectividad a Internet mediante tethering bluetooth con un teléfono móvil. Si bien a priori sería más interesante hacer uso de tethering wifi para esto mismo, hay tres buenas razones para optar por bluetooth: La primera es que al hacer uso de MQTT el volumen de información a intercambiar es bastante reducido, por lo que es posible hacer uso de bluetooth para ello, con el consiguiente impacto positivo en el consumo de energía necesario para establecer el canal de datos. La segunda es una limitación física en la sonda. La Raspberry Pi 2 que utilizo tiene sólo dos puertos USB, uno usado con el módulo GPS y otro con el módulo bluetooth para conectar con la centralita, por lo que no queda sitio para un módulo WiFi. Y la tercera, es que todo es mejor con bluetooth. :mrgreen:
  • Servidor de recepción de datos: El segundo bloque del sistema es el servidor de recepción y análisis de datos. Consiste en líneas generales en un servidor Graphite donde se almacenan los datos proporcionados por la sonda de captura de datos, y que permite su posterior utilización, bien para la representación de gráficas de dichos datos mediante Grafana, bien para la el geoposicionamiento del vehículo en tiempo real, con información añadida del resto de parámetros proporcionados por la sonda.
  • Broker MQTT: La comunicación, como se ha comentado, se realiza mediante un broker MQTT que sincroniza con el broker MQTT de la sonda. Este broker recibe los datos proporcionados por la sonda, y los inyecta, mediante una pasarela desarrollada en Python, en el servidor Graphite. Dado que es posible que la información proporcionada por el broker MQTT de la sonda no se reciba en tiempo real debido a posibles cortes en las comunicaciones, se hace uso de la marca de tiempo incluida en cada transmisión de la sonda remota para inyectar los datos en el servidor Graphite con información de tiempo de creación correcta.
  • Servidor Graphite: El servidor Graphite consolida la información proporcionada por la sonda de captura de datos, la almacena en una sistema de base de datos buffer de corta duración (Carbon) y posteriormente la consolida en una base de datos da larga duración (whisper).
  • Servidor Grafana: Los datos consolidados en el servidor Graphite son consumidos por Grafana, software para visualización de métricas. Se han creado una serie de gráficas que permiten acceder a la información relativa a la velocidad, revoluciones por minuto, entrada de aire en el motor, consumo de combustible y altitud con respecto al mar, así como a sus valores medios en un rango de tiempo establecido. Grafana proporciona, además, la capacidad de integrar estas gráficas en una plataforma de terceros.
  • Captura de posicionamiento de vehículo con datos en tiempo real

    Captura de posicionamiento de vehículo con datos en tiempo real

  • Sistema de geoposicionamiento: El broker MQTT permite, además, el procesamiento de la información proporcionada por la sonda para representar en tiempo real la ubicación geográfica del vehículo, así como la traza de las posiciones anteriores mediante una línea de posición. Además, se proporciona información en tiempo real de los parámetros proporcionados por la sonda. Este sistema está basado en Node-RED, una herramienta desarrollada por IBM para permitir una interconexión sencilla de diversas aplicaciones y dispositivos IoT. También hace uso de OpenStreetMap, mediante la librería WorldMap.

Todo este sistema lo he compilado en la siguente web para su visualización: Telemetría (www.eniac2000.com/telemetria)

Dado que la información mostrada en esa URL proporciona datos en tiempo real, he realizado una captura de datos obtenidos en vivo:

Captura del sistema de telemetría

Captura del sistema de telemetría

…así como un vídeo en el que se aprecia la información, si bien realizando la captura de la información desde las dos fuentes de datos separadas, y no desde el mismo portal:

Como comentaba, el sistema está aún en una fase muy temprana, pero el potencial de mejora es grande. Los principales puntos en los que estoy trabajando son los siguientes:

  • Mejora en la seguridad de comunicaciones entre brokers MQTT
  • Mejora en la fiabilidad de la comunicación OBD-II
  • Reemplazo del sistema de base datos de larga duración de Graphite por un sistema NoSQL, presumiblemente un InfluxDB
  • Dotar de redundancia a los elementos de la plataforma
  • Proporcionar un sistema de persistencia de la información
  • Creación de un portal multiusuario con soporte de múltiples dispositivos
  • Otros… :)

Si bien este proyecto empezó como algo personal, con la idea de comprobar cuánto consumía mi coche en los desplazamientos, tengo el convencimiento de que puede convertirse en algo más que en un mero pasatiempo. Esperemos que así sea.

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08 ene 17 Sistema de telemetría para el Mercedes

Pues eso. Me he montado un pequeño sistema de telemetría para el Mercedes:

Sistema de telemetría para el Mercedes

Sistema de telemetría para el Mercedes

No es un sistema de Fórmula 1, pero me proporciona datos en tiempo real, accesible por Internet. Otro día escribiré con algo más de tiempo. Pero las palabras claves son: Raspberry Pi, OBD-II, tethering, gps, sockets, Graphite, Grafana y Bluetooth. Porque todo es mejor con Bluetooth. :mrgreen:

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20 nov 11 MTB a Fondo

El ciclismo, como sabe cualquiera que lea un poco estas páginas, es una de mis grandes pasiones. Disfruto con el ciclismo de carretera, pero tengo especial predilección por el ciclismo de montaña. Afición que, afortunadamente, comparto con una buena cantidad de amigos. Hace ya algún tiempo, en una charla con Mané, estuvimos hablando sobre la creación de un foro para nuestro grupo de amigos en el que pudiéramos charlar de las etapas, planificar salidas, y poder contar cosas en general sobre nuestra común afición.

Tiempo después, me encontré con un pequeño problema: desde hace un año registro todas las salidas que hacemos con la bici en archivos GPX, a fin de tenerlas documentadas para posteriores salidas, así como material para realizar los relatos con los que me gusta recordar las etapas. El almacenaje de esos gpx se estaba volviendo un tanto caótico (ya que no contenía referencias o datos más allá de la fecha del fichero), por lo que se me ocurrió poder utilizar algún gestor documental para almacenar las etapas de manera más ordenada, y que a la vez me sirviera de copia de seguridad de mi registro de archivos.

Fue entonces cuando se me ocurrió que podía aprovechar un gestor de contenidos con el que tengo bastante esperiencia, WordPress, para solucionar ambos problemas. Y fruto de esa idea fue como nació MTB A Fondo.

Captura de pantalla de MTB a Fondo

Captura de pantalla de MTB a Fondo

MTB a Fondo ha sido creado como una pequeña red social especializada en ciclismo; su principal función es que los aficionados al ciclismo podamos compartir noticias, ideas, experiencias y conocimiento. Es una herramienta pensada para ser usada por nuestro grupo de amigos, pero que está abierta a cualquiera que quiera participar. Originariamente fue creada como una sección de mi página principal (www.eniac2000.com), pero como me aconsejó mi buen amigo Manolo, si quería darle algo de vidilla, era más conveniente crear la red como una web aparte. Y así fue como me decidí a compar el dominio www.mtbafondo.es

En cuanto a su estructura, está formada por los siguientes elementos:

  • WordPress: Es un gestor de contenido. Aunque está principalmente enfocado a la creación de blogs, la gran cantidad de plugins que admite hace que se pueda extender su funcionalidad habitual mucho más allá, y dotar al sistema de capacidades adicionales, como en este caso.
  • BuddyPress: Es un plugin para WordPress que permite dotarlo de funcionalidades de red social (una especie de Feisbuk, para entendernos): un muro en donde puedes colgar rápidamente entradas rápidas o pequeños mensajes, una sección de usuarios ampliada, en la que se pueden establecer amigos y enviar mensajes privados, un foro integrado, una sección de grupos, donde se pueden crear agrupaciones de interés para temas comunes (y que se integra con el foro y el muro), etc…
  • Plugins adicionales: Además de este plugin, he añadido otros más a la red social, que permiten extender las funciones anteriores: un gestor de eventos, para gestionar las quedadas ciclistas, un gestor de archivos, para almacenar ficheros (caso de los GPX que citaba antes, además de imágenes), o un sistema de suscripción por correo electrónico, que permite que los artículos o novedades que se publiquen en la web sean enviados de manera automática a una dirección de correo, permitiendo escoger de qué secciones quieres recibir correos de aviso.

He hablado un poco de las principales funcionalidades que ofrece MTB a Fondo, pero existen otras dignas de destacar:

  • Suscripción RSS: MTB a Fondo dispone, como todo sitio basado en WordPress, de fuente de contenidos RSS, que permite que el contenido del sitio pueda ser seguido sin tener que acceder a la página, a traves de lectores como Google Reader o aplicaciones ajenas a navegadores, como lectores de correo o aplicaciones específicas para móvil
  • Icono de contenido RSS

    Icono de contenido RSS

  • Avisos por correo a usuarios: Cada vez que un usuario de la red cita a otro en sus comentarios (insertando una “@” delante de su nombre), el usuario citado recibe automáticamente un correo electrónico de aviso, lo que permite seguir de manera más ágil las conversaciones que se generan el el sitio.
  • Mensajes privados entre usuarios: Además de los mensajes públicos del sitio, se pueden enviar mensajes privados a usuarios, sin publicidad para el resto de la web.
  • Escribiendo un mensaje privado

    Escribiendo un mensaje privado

  • Chat integrado: Además de la parte de red social convencional, MTB a Fondo dispone de un chat integrado, visible sólo para los usuarios registrados. Este chat, al estilo de Google Talk, permite una mayor agilidad de comunicación entre los usuarios del sitio. :)
  • Aspecto general del chat integrado

    Aspecto general del chat integrado

  • Integración de sitios externos: ¿Escribes en otra página y no quieres tener que repetir contenido en este sitio? ¡Sin problemas! Ese es exactamente mi caso: escribo entradas de ciclismo en mi sitio habitual (www.eniac2000.com), y no me apetece tener que repetir lo que escribo en MTB a Fondo. Para ello he instalado un plugin (FeedWordPress) que permite hacer uso el RSS/Atom de tu sitio habitual para que el contenido de éste sea publicado de manera automática en tu usuario de MTB a Fondo.
  • Acceso optimizado para teléfonos móviles: Otra aplicación que le he instalado permite detectar automáticamente si se está accediendo a la web por un dispositivo móvil (Android, iPhone, etc…), y presenta una interfaz optimizada para acceder de manera más cómoda con estos dispositivos.
  • Captura de pantalla de MTB a Fondo en un Android

    Captura de pantalla de MTB a Fondo en un Android

  • Integración con Twitter: Otra de las vocaciones de esta red es la facilidad de compartir información. Cada una de las entradas publicadas tiene la posibilidad de ser compartida fácilmente con Twitter, y hacer un seguimiento de su actividad. Y es más, se puede sincronizar el usuario del MTB a Fondo con nuestro usuario de Twitter, de tal manera que los comentarios que se publique en MTB a Fondo puedan ser enviados automáticamente a Twitter, tan sólo añadiendo el tag #twitter delante de nuestra entrada.
  • Compartiendo información con Twitter

    Compartiendo información con Twitter

Otros Mundos

Otra de las cosas que he procurado proporcionar con MTB a Fondo es una facilidad para seguir la actividad del sitio. Esto no se limita al seguimiento mediante RSS que comentaba antes, sino que he integrado la publicación de la actividad de la página en Facebook y en Twitter:

  • Facebook: Para lograr la integración con Facebook, he creado una página (MTB a Fondo en Facebook) en la que se publican automáticamente las nuevas entradas de MTB a Fondo. Por desgracia, la sincronización no es bidireccional, por lo que, si bien es posible publicar cosas en la versión de FaceBook, estas publicaciones no aparecerán en MTB a Fondo. Pero espero mejorar esto. :) La sincronización se realiza mediante la aplicación de Facebook NetworkedBlogs.
  • MTB a Fondo en Facebook

    MTB a Fondo en Facebook

  • Twitter: ¡Tambien estamos en Twitter. Además de lo comentado anteriormente con respecto a Twitter, la propia MTB a Fondo tiene su correspondiente Twitter (MTB a Fondo en Twitter), donde igualmente se publican las novedades del sitio, y facilita seguir las novedades que acontezcan mediante esta popular aplicación.
MTB a Fondo en Twitter

MTB a Fondo en Twitter

Creo que con esto he desgranado lo más importante de la página, en lo que se refiere a los aspectos técnicos. Pero una web social no es nada sin sus usuarios. Por ello, animo a cualquiera que quiera participar en el sitio a que se registre, participe, disfrute con la página, y que la haga suya. ¡Adelante! :D

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