Control de cargas con Raspberry-pi usando MQTT


MQTT significa MQ Telemetry Transport, es decir hablamos de un protocolo de mensajería publicación / suscripción, extremadamente sencillo y ligero, diseñado para dispositivos limitados y bajo ancho de banda y latencia alta o redes no confiables , razón por lo cual  es ideal para IoT (Internet de las cosas).

Los principios de diseño se centran en  minimizar el ancho de banda de la red y los requisitos de recursos del dispositivo, a la vez que intentan asegurar la fiabilidad y cierto grado de garantía de las entregas. Estos principios también resultan ideales para conformar el protocolo ideal de la emergente (M2M) «máquina a máquina» o «Internet de las cosas»  que compone el universo de los dispositivos conectados, asi como  también para aplicaciones móviles en las que el ancho de banda y la energía de la batería están en juego

A partir de marzo de 2013, MQTT está en el proceso de normalización a someterse a OASIS.La especificación del protocolo ha sido publicada abiertamente con una licencia libre de regalías para muchos años, y empresas como Eurotech (anteriormente conocido como Arcom) han puesto en práctica el protocolo en sus productos.En noviembre de 2011 IBM y Eurotech anunciaron su participación conjunta en el Grupo de Trabajo de la Industria M2M Eclipse y la donación del código MQTT al proyecto Eclipse OPS  .

Muy resumidamente  un  sistema basado en  MQTT funciona mediante un Brocker, que es al fin y al cabo un pequeño servidor en el cual se pueden publicar temas llamados Topics.

mqrç

Una vez  publicados esos Topics  en el  Broker ,  otros dispositivos pueden suscribirse a éstos  para intercambiar información o simplemente para consumir información.

Hay muchas librerías para utilizar MQTT,  tanto con diversos microcontroladores (como por ejemplo Arduino)  , con el ESP8266 y por supuesto también con la Raspberry-Pi.

Como Broker, uno de los más famosos es Mosquitto  , el cual también puede correr en una Raspeberry-Pi

Para interectuar con el broker  , no tenemos que crear una nueva app , pues existe la aplicación  ioT Mqtt dashboard , gratuita desrcargable desde Google Play  (si está buscando una aplicación para administrar sus proyectos de IO utilizando el protocolo MQTT, dejar de buscar, aquí está 🙂

Con esta aplicación, puede controlar fácilmente los dispositivos cliente MQTT con pasos de configuración muy sencillas. En un momento  puede comunicarse con su  Arduino, o puede ordenar a su ESP8266 esclavo que haga algo,etc …

 

iot mqtt

Las principales funcionalidades de esta app:

  •  Muchas conexiones
  •  Conexión SSL
  •  Especificar su unidad de datos
  •  Visualizar los valores numéricos de una tabla de actualización en tiempo real
  •  Componentes de Publicaciones personalizables:
    + Texto
    + Botón
    + Interruptor
    + Barra de búsqueda
    + Cuadro de lista desplegable
    + Selector de color
    + botones multi
  • WIDGETS PANTALLA DE INICIO( Botón,Botón basculante (versión del componente widget de interruptor),Selector de color)

Nota:
– Usted puede encontrar el registro de errores en: almacenamiento externo (tarjeta SD) / MQTT-salpicadero / registro
– Los widgets de la pantalla principal se utilizan para publicar sólo! Ellos no se suscribe al tema y reflejan su estado.

El protocolo MQTT es pues un sencillo y ligero sistema diseñado especialmente para IoT (Internet Of Things) que funciona prácticamente en cualquier sitio y no consume apenas recursos  como lo vamos a ver , precisamente usando una Raspberry-PI al que simplemente se han conectado tres leds de colores a modo de ejemplo ,pero que obviamente se podría haber conectado cualquier carga , usando por ejemplo un simple relé o un driver de potencia.

El  esquema como podemos simplemente usa los pines 11,12 y 13 y la masa (pin6) del conector de aplicación de la Raspberry Pi   para conectar simplemente tres leds de colores al que solo se han conectado  tres simples resistencias para limitar la corriente que circula por el puerto:

esqeuma

Como una imagen (y si es en vídeo), vale mas que 1000 palabras , continuación en el siguiente vídeo podemos ver la aplicación ioT Mqtt dashboard , interactuar con una Raspberry Pi usando el esquema anterior:

 

 

Para mas información sobre este proyecto  se puede consultar los siguientes recursos:

Construccion de un pancreas artificial


Tres años de investigación y desarrollo, algo más de 200 € en material  y dispuesto a usar  su desarrollo en el mismo el mexicano Gustavo Muñoz  finalmente ha  montado un páncreas artificial que le ayuda a sobrellevar la diabetes. Es un caso similar  Dana Lewis ( del  que hablamos en este blog)   y que también tiene diabetes tipo 1 ( donde  el páncreas no produce suficiente insulina – la hormona que hacen que la glucosa disponible para que las células del cuerpo para utilizar como combustible – o, a veces, el páncreas no funciona en absoluto).

Este ingeniero  de forma similar  a Dana ha experimentado con su propio cuerpo para superar los límites de su enfermedad desarrollando también su propio proyecto de páncreas artificial.

El problema de todo este tipo de dispositivos es que hay tras cualquier solución de este tipo siempre inevitablemente ,si hay un factor de éxito y medio funciona , siempre hay un intento de capitalizar la inversión en tiempo de modo que muy pocos comparten el código en repositorios públicos , pues no todo el mundo tiene el espíritu altruista y las ganas de hacerlo incluso sabiendo que así podría ayudar a muchas más personas que comparten esas misma enfermedad ,pero Gustavo  Muñoz es otro tipo de persona y sin duda parece decidido a cambiar las reglas

 

Gustavo  Muñoz  de forma similar a Dana , comenzó con un sistema de alarmas para despertarse  de noche en caso de no poder escuchar la señal de al CGM (Monitorización Continua de Glucosa), un aparato que se implanta bajo la piel y avisa al portador de los cambios en sus niveles de azúcar.  A veces no escuchaba la alarma lo cual lo hizo reflexionar  hasta  decidir crear su propio sistema usando su propio cuerpo a modo de laboratorio para construir su propia solución.

El páncreas es responsable, entre otras funciones de producir y segregar hormonas importantes como la insulina (disminuye los niveles de glucosa sanguínea) y el glucagón (eleva los niveles de glucosa en la sangre),así que su falta o mal funcionamiento puede poner en peligro nuestras vidas excepto que puedas conectarte a un páncreas artificial.

Para funcionar, un páncreas artificial necesita tres dispositivos:

  • Un sensor que se implanta bajo la piel y mide los niveles de glucosa
  • Un dispositivo que inyecta insulina a través de un catéter
  • Un controlador que aun  no se encuentra en el mercado que detecte la glucemia e indique a la bomba de insulina qué hacer.

 

Buscando en la web se encontró  con el excelente  trabajo de Benjamin West, un programador que también padece diabetes tipo 1.

West había realizado experimentos con su bomba de insulina durante dos años y, al terminar, publicó su trabajo de forma altruista  y desinteresada en GitHub aqui,para que cualquiera pueda construir su propio sistema github

Como vemos West escribió un paquete Python proporcionando un conjunto de herramientas para trabajar con datos utilizados y creados por un » moderno», alrededor del año 2010 , el régimen de la terapia con insulina .

Ofrece una herramienta basada en la línea de comandos de texto , y una biblioteca de Python para auditar los datos terapéuticos a partir de una variedad de dispositivos médicos utilizados como pueden ser:.

  • Bombas de insulina serie Medtronic Minimed utilizando el a usbstick
  • Medidores de glucosa  LifeScan
    • OneTouch series
    • Mini / Perfil
  • Dexcom , OneTouch Ping, Bayer , OmniPod . Sin ningún orden en particular.
  • Bayer , próximamente

Los comandos utilizando PYTHONPATHe están en el directorio raíz del repositorio y se supone que ha instalado en su sistema insulaudit ( incluyendo el desarrollo de la versión ) .Utilizan una  función de escaneo de puertos para probar si somos capaces de hablar con una bomba (es sólo intercambiar unos pocos bytes , nada más ::)

# fails
PYTHONPATH=src/ python -m insulaudit.main -v clmm   hello
insulaudit -v clmm hello

La especificación de un puerto parece funcionar . Si no lo hace , vuelva a intentar un par de veces . ::

# using the subcommand stuff:::
PYTHONPATH=src/ python -m insulaudit.main -v clmm --port /dev/ttyUSB0  hello
insulaudit -v clmm --port /dev/ttyUSB0 hello

# run the protocol exercise directly
PYTHONPATH=src/ python src/insulaudit/devices/clmm/proto.py /dev/ttyUSB0
python -m insulaudit.devices.clmm.proto.py /dev/ttyUSB0

# read-pump-model.log - protocol exercise to read pump
model number.  Log of it running successfully 5 times
before it starts failing.  stderr and timestamps were
not capture. :-(

Sobre  el marco básico  la compatibilidad con el protocolo debe ser estabilizada  teniendo la las herramientas   para obtener las siguientes utilidades:

  • convertir hola a algún tipo de exploración
  • introducir nuevos flujos de dispositivos
  • introducir perfiles de dispositivo / fluye consola
  • registros de récord
  • revisar los registros
  • registros de auditoría
  • registros de fusiones
  • buscar
  • reformatear.

El mexicano adaptó  todo este  trabajo a  sus propias herramientas para extraer datos y enviar ciertos comandos a la bomba de insulina. Aún así, tenía que seguir controlando el tratamiento de manera constante, y por eso se animó a implementar ciertas mejoras del paquete de Ben decidiendo desarrollar un sistema que le permitiera configurarlo y olvidarme de él”,un proyecto al que llamó Simpancreas.

 

Tras meses de investigación y pruebas, Gustavo por fin programó una placa de Raspberry como Dana o Benjamin ,pero más tarde la sustituyó por una placa  Intel Edition, más pequeña , acompañado de una batería y una antena

Dado el grave riesgo par la salud que puede producir un  tratamiento inadecuado para reducir los riesgos, Gustavo extrae información y la analiza en gráficos que le permiten tener todo bajo control.

sinpancreas

 

Aunque esta muy cerca de ser autónomo este ingeniero advierte del riesgo que podría suponer para una persona sin sus conocimientos tratar de hacer lo mismo,razón  por la que la  FDA , piden a los desarrolladores que no publiquen todo el código de su trabajo ni unas instrucciones específicas para llevarlo a cabo. Aunque Gustavo colabora con varias organizaciones, solo publica fragmentos de su trabajo y se asegura de que las personas inexpertas no los puedan utilizar sin ayuda.

OpenAPS (en español, Sistema de Páncreas Artificial de Fuente Abierta) es una plataforma que ofrece ayuda, documentación y consejos para garantizar la seguridad de aquellas personas dispuestas a fabricar su propio páncreas artificial.

Por su parte, Gustavo es cofundador junto con Kenneth Stack de Perceptus, una organización que forma a los pacientes a través de gráficos, y ha documentado todo su proceso a través de un blog.

Fuente aqui