Mycodo项目：开源环境监测与调控系统详解

项目概述

Mycodo是一款专为单板计算机（特别是树莓派）设计的开源环境监测与调控系统。最初开发用于食用菌栽培，如今已发展成为一个功能更为全面的环境控制系统。

系统架构

Mycodo采用前后端分离的架构设计：

1. 后端(daemon)：

   • 负责从传感器和设备获取测量数据
   • 协调各种响应动作
   • 执行环境调控的核心逻辑

2. 前端(web服务器)：

   • 提供基于浏览器的可视化界面
   • 支持远程查看和配置系统
   • 适配各种浏览器设备

核心功能组件

1. 输入控制器(Input Controllers)

输入控制器负责采集测量数据并存储到时序数据库(InfluxDB)中。数据来源多样：

• 物理传感器设备
• Linux Bash命令返回值
• Python脚本执行结果
• 数学方程式计算结果

这种灵活的设计使得系统能够处理各种类型的数据输入。

2. 输出控制器(Output Controllers)

输出控制器通过以下方式产生控制动作：

• GPIO引脚的高低电平切换
• 生成PWM(脉宽调制)信号
• 控制蠕动泵等设备
• MQTT消息发布
• 执行Linux Bash或Python命令

3. 功能控制器(Function Controllers)

通过组合输入和输出设备，功能控制器可以创建反馈控制回路：

• 使用输出设备调节环境条件
• 根据输入测量值进行自动调控
• 支持多种控制算法和应用场景

4. 方法控制器(Methods)

方法控制器用于创建随时间变化的设定值，支持：

• 温度循环控制(如PCR仪)
• 回流焊温度曲线
• 生态箱环境模拟
• 食品发酵/腌制过程控制
• 真空低温烹饪(sous-vide)

5. 触发器(Triggers)

触发器支持多种触发条件：

• 特定日期/时间触发
• 持续时间触发
• 日出/日落时间触发(基于经纬度)

典型应用场景

Mycodo系统具有广泛的应用领域：

1. 环境监测：

   • 远程监控温湿度等环境参数
   • 数据记录与分析

2. 环境调控：

   • 自动调节温室条件
   • 实验室环境控制

3. 图像采集：

   • 定时摄影(延时摄影)
   • 运动触发拍摄

4. 工业控制：

   • 过程自动化
   • 设备状态监控

多语言支持

Mycodo支持多语言界面，系统会自动匹配浏览器语言设置，用户也可以在通用设置中手动选择界面语言。翻译工作通过专门的翻译平台进行维护和更新。

技术特点总结

1. 硬件兼容性：专为树莓派等单板计算机优化
2. 灵活性：支持多种输入输出方式组合
3. 自动化：提供完整的控制回路实现
4. 可扩展性：通过脚本支持自定义功能扩展
5. 可视化：提供直观的Web管理界面

Mycodo作为一个开源的环境监测与调控系统，将硬件控制与软件管理完美结合，为科研、农业、工业等领域的自动化控制需求提供了一个可靠且灵活的解决方案。