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=0.1.3
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_${WCLH_AIR_DETECTOR_EXPORTER_VERSION}_linux_armv7.tar.gz
mkdir -p /data/soft/wclh_air_detector_exporter
mv wclh_air_detector_exporter /data/soft/wclh_air_detector_exporter
cd /data/soft/wclh_air_detector_exporter
#./wclh_air_detector_exporter -serial_port /dev/ttyUSB0
#自动启动&进程守护
sudo bash -c 'cat > /etc/systemd/system/wclh_air_detector_exporter.service << EOF
[Unit]
Description=https://github.com/wwek/wclh_air_detector_exporter
Wants=network-online.target
After=network-online.target
[Service]
Restart=on-failure
#User=root
ExecStart=/data/soft/wclh_air_detector_exporter/wclh_air_detector_exporter
[Install]
WantedBy=default.target
EOF'
sudo systemctl daemon-reload
sudo systemctl status wclh_air_detector_exporter
sudo systemctl start wclh_air_detector_exporter
sudo systemctl enable wclh_air_detector_exporter
sudo systemctl status wclh_air_detector_exporter
curl http://localhost:9166/metrics
安装配置prometheus
PROMETHEUS_VERSION=2.22.0
wget https://github.com/prometheus/prometheus/releases/download/v${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/
#自动启动&进程守护
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>.
安装配置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)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
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