1.简介

使用微创联合M5S空气检测仪、树莓派3b+、prometheus、grafana实现空气质量持续监控告警WEB可视化

grafana dashboard效果：

2.背景

2.1 需求：

1.过段时间公司要搬新办公室，较多同事担心甲醛(HCHO)、异味(TVOC)这些重要的空气指标，所以需要能够对其检测

2.能够把这些空气指标进行WEB展示

3.监控告警关心的空气指，告警发送到钉钉群

2.2 已有硬件：

树莓派3b+ (长期吃灰中)以下简称树莓派

微创联合M5S空气检测仪(版本：M5S温湿+锂电+TVOC+数据导出 17年485元价格购买 )以下简称空气检测仪

M5S 家用 激光PM2.5检测仪 甲醛 CO2 空气质量 雾霾甲醛 检测仪

【在售价】380.00 元(基础版)

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3.设计

把空气检测仪的usb插到树莓派上(树莓派上通过串口读取数据)，供电也是通过树莓派供电

相关软件运行在树莓派上

3.1 硬件：

空气检测仪如何导出数据？

空气检测仪是有数据导出版本，自带串口转USB(ch340芯片)

打开空气检测仪并通过检测仪左侧 FUN 按钮，把屏幕切换到第 3 屏，这个时候串口中就会持续输出监控数据

在linux上设备文件符为“/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

读取过程中，按一下检测仪上的 RST 键，可以显示每列数据对应的字段定义，(按完后需要再按 FUN 键切换到第 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

带二氧化碳检测的版本在HCHO字段前多一个CO2字段

更多资料看空气检测仪配套的资料

3.2 软件：

软件监控采用prometheus + grafana的方案

本文为流水理鱼wwek原创 www.iamle.com

现在只需要实现一个串口(/dev/ttyUSB0) exporter即可把空气监测仪的数据打通给prometheus使用

最后配置prometheus取空气检测仪的exporter数据，并配置grafana面板

监控告警直接使用grafana带的监控告警

4.实现

*安装配置wclh_air_detector_exporter 获得空气检测仪数据

wclh_air_detector_exporter读取串口数据并把数据进行结构化，然后输出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 激光PM2.5检测仪 甲醛 CO2 空气质量 雾霾甲醛 检测仪

WCLH_AIR_DETECTOR_EXPORTER_VERSION=0.1.3wget 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.gztar zxvf wclh_air_detector_exporter_${WCLH_AIR_DETECTOR_EXPORTER_VERSION}_linux_armv7.tar.gzmkdir -p /data/soft/wclh_air_detector_exportermv wclh_air_detector_exporter /data/soft/wclh_air_detector_exportercd /data/soft/wclh_air_detector_exporter#./wclh_air_detector_exporter -serial_port /dev/ttyUSB0#自动启动&进程守护sudo bash -c 'cat > /etc/systemd/system/wclh_air_detector_exporter.service << EOF[Unit]Description=https://github.com/wwek/wclh_air_detector_exporterWants=network-online.targetAfter=network-online.target[Service]Restart=on-failure#User=rootExecStart=/data/soft/wclh_air_detector_exporter/wclh_air_detector_exporter[Install]WantedBy=default.targetEOF'sudo systemctl daemon-reloadsudo systemctl status wclh_air_detector_exportersudo systemctl start wclh_air_detector_exportersudo systemctl enable wclh_air_detector_exportersudo systemctl status wclh_air_detector_exportercurl http://localhost:9166/metrics

安装配置prometheus

PROMETHEUS_VERSION=2.22.0wget https://github.com/prometheus/prometheus/releases/download/v${PROMETHEUS_VERSION}/prometheus-${PROMETHEUS_VERSION}.linux-armv7.tar.gztar zxvf prometheus-${PROMETHEUS_VERSION}.linux-armv7.tar.gzmkdir -p /data/soft/mv prometheus-${PROMETHEUS_VERSION}.linux-armv7 prometheus && mv prometheus /data/soft/#自动启动&进程守护sudo bash -c 'cat > /etc/systemd/system/prometheus.service << EOF[Unit]Description=https://prometheus.ioWants=network-online.targetAfter=network-online.target[Service]Restart=on-failure#User=rootExecStart=/data/soft/prometheus/prometheus --config.file="/data/soft/prometheus/prometheus.yml"[Install]WantedBy=default.targetEOF'sudo systemctl daemon-reloadsudo systemctl status prometheussudo systemctl start prometheussudo systemctl enable prometheussudo systemctl status prometheuscurl http://localhost:9090#Found.

安装配置grafana

sudo apt-get install -y apt-transport-httpssudo apt-get install -y software-properties-common wgetwget -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 updatesudo apt-get install grafanasudo systemctl daemon-reloadsudo systemctl start grafana-serversudo systemctl enable grafana-serversudo systemctl status grafana-servercurl http://localhost:3000#Found.

grafana 中先配置 prometheus(http://localhost:9090)数据源，然后导入 “grafana-dashboard.json”空气检测仪的dashboard

监控告警

直接使用grafana自带的告警功能，将关心的指标进行监控并告警