나만의 스마트 온습도 모니터링 시스템 구축 프로젝트: Part 3. 와탭 연동

와탭 Focus는 와탭 모니터링 플랫폼에서 커스텀 시계열 데이터를 업로드할 수 있는 프로그램입니다. 자세한 내용은 공식 문서에서 확인할 수 있습니다. Focus는 다양한 CPU 아키텍처를 지원하며, 라즈베리파이의 ARM64 아키텍처 또한 지원합니다.

와탭 프로젝트 준비

Focus를 사용하기 위해서는 와탭 계정과 프로젝트가 필요합니다. Focus는 사용자가 정의한 데이터를 메트릭스 형식으로 와탭 프로젝트에 전송할 수 있습니다. 메트릭스 데이터를 지원하는 모든 와탭 프로젝트에서 사용 가능합니다.

와탭은 서버 모니터링 서비스를 5대까지 무료로 제공하고 있어, 유료 사용자가 아니더라도 서버 모니터링 프로젝트로 시작해볼 수 있습니다.

프로젝트 생성 후 관리 화면에서 프로젝트 액세스 키와 프로젝트 코드를 확인할 수 있습니다. 이 두 가지 정보는 라즈베리파이에서 수집한 데이터를 Focus가 와탭으로 전송하는 데 필요합니다. 와탭 서버 호스트 정보는 에이전트 설치 페이지에서 확인할 수 있습니다.

WhaTap Focus 설정

와탭 에이전트 저장소에서 Focus 에이전트를 다운로드할 수 있습니다. 라즈베리파이 Pi2w의 경우 linux_arm64 아키텍처를 사용하므로, 해당 버전을 다운로드합니다.

(pi) gcnam@pi2w:~$ wget <https://repo.whatap.io/focus/linux_arm64/focus>
--2025-01-17 11:34:20--  <https://repo.whatap.io/focus/linux_arm64/focus>
Resolving repo.whatap.io (repo.whatap.io)... 3.168.167.87, 3.168.167.39, 3.168.167.55, ...
Connecting to repo.whatap.io (repo.whatap.io)|3.168.167.87|:443... connected.
HTTP request sent, awaiting response... 200 OK
Length: 35080295 (33M) [binary/octet-stream]
Saving to: ‘focus’

focus                      100%[=====================================>]  33.46M  4.76MB/s    in 7.5s

2025-01-17 11:34:28 (4.46 MB/s) - ‘focus’ saved [35080295/35080295]

(pi) gcnam@pi2w:~$ chmod +x focus

‍wget 명령어를 사용하여 라즈베리파이 내부에 다운로드하고 실행 권한을 부여 합니다.

(pi) gcnam@pi2w:~$ ./focus

    ______                WHATAP
   / ____/___  _______  _______
  / /_  / __ \\/ ___/ / / / ___/
 / __/ / /_/ / /__/ /_/ (__  )
/_/    \\____/\\___/\\__,_/____/

 WhaTap Focus ver 1.1.5
 Copyright ⓒ 2019 WhaTap Labs Inc. All rights reserved.

2025/01/17 11:35:46 [error] no project code[-pcode]

usage: focus   -pcode <pcode>    : project code
               -license <license>  : project access key
               -category <category>  : category name
               -server.host <server-address>  : whatap server proxy ips
               -oname <oname>  :[opt] agent name
               -okind <okind>  :[opt] server kind name
               -onode <onode>  :[opt] server node name
               -server.port 6600  :[opt] whatap server port(default:6600)
               -tag.<tagname>  <tagvalue>  :[opt] additional tag
               -pk <fieldname>  :[opt] primary key field
               -debug  :[opt] debug on
---- stdin-json ----
               -onetime  :[opt] one time stdin-json mode
---- sys mon ----
               -print:nic : print network interface cards(nic)
               -sys  : enable sys mon
               -sys.disk.enabled true :[opt] enable disk mon
               -sys.disk / :[opt] set disk path
               -sys.net.enabled true :[opt] enable net mon
               -sys.net en0 :[opt] set net nic
---- tail log ----
               -tail <filepath> : tail fullpath
               -tail.block 4000000 :[opt] max block size
               -tail.linemin 10 : minum line length
               -tail.linestart ""  :[opt]indecate line start str
               -tail.keys <word,word,...> :[opt] log keys
               -tail.ignores <word,word,...> :[opt] log ignore keys, not send
               -tail.throttle 100 :[opt] not allowed sending logs over the count(default:100)
---- logsink ----
               -logsink <filepath> : logsink fullpath
               -logsink.seperator <separator> :[opt] filepath separator(default ,)

(pi) gcnam@pi2w:~$

Focus 에서 지원하는 명령어는 위와 같습니다. 사용자 데이터를 전송하기 위해서는 license, pcode, category, onetime 옵션을 전달해야 합니다.

echo '{"temperature": 27.1, "humidity": 37.0}' |        // 사용자 JSON 데이터
./focus
-license x479s23j7it9r-*************-z4dan9rfga5htf     // 프로젝트 라이센스
-pcode 7*****                                           // 프로젝트 코드
-server.host 13.124.*.*                                 // 와탭 서버 호스트
-category sensor                                        // 카테고리
-onetime                                                // JSON OneTime 전송

(pi) gcnam@pi2w:~$ echo '{"temperature": 27.1, "humidity": 37.0}' | ./focus -license x479s23j7it9r-*************-z4dan9rfga5htf     -pcode 7***** -server.host 13.124.*.*     -category sensor -onetime

    ______                WHATAP
   / ____/___  _______  _______
  / /_  / __ \\/ ___/ / / / ___/
 / __/ / /_/ / /__/ /_/ (__  )
/_/    \\____/\\___/\\__,_/____/

 WhaTap Focus ver 1.1.5
 Copyright ⓒ 2019 WhaTap Labs Inc. All rights reserved.

 Collecting stdin-json
2025/01/17 11:36:59 [TCP] Connected 13.124.*.*:6600
2025/01/17 11:36:59 [TCP] Closed 13.124.*.*:6600

‍가상의 데이터를 Focus를 통하여 전송해 봅니다.

메트릭스 기능 소개

Focus를 통해 수집한 데이터는 와탭의 메트릭스 대시보드에서 확인할 수 있습니다.

메트릭스 조회 화면에 지정한 sensor 카테고리가 생성된 것을 확인할 수 있습니다.

해당 시간에 조회를 해보면 반복 전송한 원본 데이터가 조회 됩니다.

MXQL 데이터 조회를 사용하면 시리즈 차트로 구성해서 미리 보기 할 수 있습니다.

와탭은 수집된 메트릭스 데이터에 대해 알람을 설정할 수 있습니다. 예를 들어 온도가 30도를 초과하면, 이메일, 모바일 앱 푸시, SMS, 또는 서드파티 플러그인을 통해 알림을 받을 수 있습니다.

실제 데이터 수집 및 전송

라즈베리파이에 연결된 온습도 센서에서 수집한 데이터를 Focus 를 통하여 와탭으로 전송하는 코드를 작성합니다.

dht22-focus.py

import adafruit_dht
import board
import time
import json
import os
import sys
import subprocess
import logging
from datetime import datetime

# 로깅 설정
def setup_logging():
    log_dir = 'logs'
    if not os.path.exists(log_dir):
        os.makedirs(log_dir)

    logging.basicConfig(
        level=logging.INFO,
        format='%(asctime)s - %(levelname)s - %(message)s',
        handlers=[
            logging.FileHandler(
                os.path.join(log_dir, f'sensor_{datetime.now().strftime("%Y%m%d")}.log')
            ),
            logging.StreamHandler(sys.stderr)
        ]
    )
    return logging.getLogger(__name__)

def read_dht22_sensor():
    stderr = sys.stderr
    sys.stderr = open(os.devnull, 'w')
    sensor = adafruit_dht.DHT22(board.D4)
    max_attempts = 10
    attempts = 0

    try:
        while attempts < max_attempts:
            try:
                temperature = sensor.temperature
                humidity = sensor.humidity

                # 센서 데이터 유효성 검사
                if not (isinstance(temperature, (int, float)) and isinstance(humidity, (int, float))):
                    raise ValueError("Invalid sensor data types")
                if not (-40 <= temperature <= 80 and 0 <= humidity <= 100):
                    raise ValueError("Sensor values out of valid range")

                return {
                    "temperature": round(temperature, 1),
                    "humidity": round(humidity, 1),
                    "result": True
                }
            except Exception as e:
                attempts += 1
                if attempts < max_attempts:
                    time.sleep(2)
                continue

        return {
            "temperature": 0,
            "humidity": 0,
            "result": False
        }
    finally:
        sys.stderr = stderr
        try:
            sensor.exit()
        except:
            pass

def send_to_focus(data, logger):
    try:
        # result 키 제거 및 JSON 문자열 생성
        send_data = {k: v for k, v in data.items() if k != 'result'}
        json_str = json.dumps(send_data)

        # focus 명령어 구성
        focus_cmd = [
            'echo',
            json_str,
            '|',
            './focus',
            '-license', 'x479s23j7it9r-*************-z4dan9rfga5htf',
            '-pcode', '7*****',
            '-server.host', '13.124.*.*',
            '-category', 'sensor',
            '-onetime'
        ]

        # 명령어 실행
        cmd = ' '.join(focus_cmd)
        result = subprocess.run(cmd, shell=True, capture_output=True, text=True)

        if result.returncode == 0:
            logger.info(f"Data sent successfully: {json_str}")
            return True
        else:
            logger.error(f"Focus command failed: {result.stderr}")
            return False

    except Exception as e:
        logger.error(f"Error sending data: {str(e)}")
        return False

def main():
    logger = setup_logging()
    logger.info("Starting DHT22 sensor monitoring")

    # 종료 핸들링을 위한 플래그
    running = True

    try:
        while running:
            try:
                # 센서 데이터 읽기
                sensor_data = read_dht22_sensor()

                # 유효한 데이터인 경우에만 전송
                if sensor_data["result"]:
                    success = send_to_focus(sensor_data, logger)
                    if not success:
                        logger.warning("Failed to send data, will retry in next iteration")
                else:
                    logger.warning("Failed to read sensor data")

                # 다음 읽기까지 대기
                time.sleep(2)

            except KeyboardInterrupt:
                logger.info("Program terminated by user")
                running = False
            except Exception as e:
                logger.error(f"Unexpected error in main loop: {str(e)}")
                time.sleep(2)  # 오류 발생 시 잠시 대기 후 재시도

    except Exception as e:
        logger.critical(f"Critical error in main program: {str(e)}")
    finally:
        logger.info("Program terminated")

if __name__ == "__main__":
    main()

코드 실행

(pi) gcnam@pi2w:~$ python3 dht22-focus.py
2025-02-11 08:33:50,560 - INFO - Starting DHT22 sensor monitoring
2025-02-11 08:33:58,128 - INFO - Data sent successfully: {"temperature": 20.5, "humidity": 24.5}
2025-02-11 08:34:03,042 - INFO - Data sent successfully: {"temperature": 20.6, "humidity": 24.4}
2025-02-11 08:34:10,311 - INFO - Data sent successfully: {"temperature": 20.6, "humidity": 24.4}
2025-02-11 08:34:22,149 - INFO - Data sent successfully: {"temperature": 20.6, "humidity": 24.4}
2025-02-11 08:34:45,028 - WARNING - Failed to read sensor data

‍라즈베리파이를 활용하여 주기적으로 데이터를 전송하는 시스템을 구현하였습니다. 이번 글에서는 아날로그 센서(DHT22)를 사용하여 온습도 데이터를 수집하는 방식을 다루었습니다. 다만, 아날로그 센서는 오류 발생 가능성이 높아 이를 보완하기 위해 오류 검출 로직을 추가하였습니다.

보다 안정적인 데이터 수집이 필요하고 비용적인 제약이 없다면, I2C 통신이 가능한 디지털 센서를 활용하는 것이 더 나은 선택이 될 수 있습니다. 디지털 센서는 더 높은 신뢰성과 정확도를 제공하며, 데이터 전송 과정에서 발생할 수 있는 오류를 최소화할 수 있습니다.

현재 공유된 코드는 기본적인 기능 구현에 초점을 맞춘 예제 코드입니다. 실제 서비스 단계에서는 시스템 안정화, 상태 모니터링, 환경 변수 분리 등 추가적인 보완 작업이 필요합니다.

해당 코드 및 프로젝트는 GitHub 저장소에서도 확인 할수 있습니다.

마무리

이번 글에서는 라즈베리파이에서 수집한 온습도 데이터를 와탭으로 전송하고, 이를 시각화 및 알람 설정하는 과정을 다뤘습니다. 다음 4부: 모바일 앱 개발 편에서는 와탭 Open API를 활용해 데이터를 조회하고, 이를 모바일 앱에서 실시간으로 표시하는 방법을 소개할 예정입니다.