Grafana

ℹ️Grafana▶

Grafana dient zur grafischen Darstellung und Auswertung der in InfluxDB gespeicherten Messwerte.

Damit können zeitliche Verläufe von Raumklima- und Systemdaten direkt im Womo-Netz betrachtet werden.

Grafana läuft auf dem Raspberry Pi tsg-bobil als Docker-Container.

Als Datenquelle wird InfluxDB verwendet.

Während das Womo-Handbuch hauptsächlich die aktuellen Messwerte anzeigt, dient Grafana zur Betrachtung und Auswertung der historischen Messwerte.

Aufgabe im IT-System

Der grundsätzliche Datenfluss sieht so aus:

text

Sensor / Systemwert
        │
        ▼
     Node-RED
        │
        ▼
     InfluxDB
        │
        ▼
      Grafana

Grafana greift dabei ausschließlich auf die bereits in InfluxDB gespeicherten Messwerte zu.

Die Erfassung und Aufbereitung der Daten erfolgt vorher durch Node-RED.

Zugriff

📡Grafana im Wohnmobil

Im lokalen Fahrzeugnetz steht zusätzlich ein Grafana-Dashboard zur Auswertung der historischen Messwerte zur Verfügung.

Dort können unter anderem Temperatur, Luftfeuchtigkeit, Luftdruck und weitere Systemwerte über längere Zeiträume betrachtet werden.

Die aktuellen Live-Werte stehen nur im lokalen Fahrzeugnetz zur Verfügung.

Datenquelle

Grafana verwendet die auf tsg-bobil laufende InfluxDB als Datenquelle.

Die derzeit ausgewerteten Daten befinden sich in:

Einstellung	Wert
Organisation	`womo`
Bucket	`metrics_90d`
Raumklimadaten	Measurement `raumklima`
Systemdaten	Measurement `system`

Weitere Informationen zur Datenstruktur befinden sich im Kapitel:

InfluxDB

Dashboard `Womo-Raumklima`

Für die Darstellung der Raumklima- und Systemdaten wurde das Dashboard

text

Womo-Raumklima

angelegt.

Das Dashboard enthält derzeit:

Temperaturverlauf der drei Innenraumbereiche
Verlauf der relativen Luftfeuchtigkeit
Luftdruckverlauf
aktuellen Batteriestand der drei Raumklimasensoren
Temperaturverlauf des Raspberry Pi

Temperatur

Das Panel Temperaturen stellt die Temperaturen der drei Raumklimasensoren gemeinsam dar.

Angezeigt werden:

Wohnraum
Laderaum
Fahrgastraum

Die Daten stammen aus:

text

Measurement: raumklima
Field:       temperature
Tag:         sensor

Die technischen Sensornamen werden für die Anzeige in Grafana auf verständliche Bezeichnungen umgesetzt:

Sensor	Anzeige
`RTF_01_WR`	Wohnraum
`RTF_02_LR`	Laderaum
`RTF_03_FR`	Fahrgastraum

Die Einheit der Darstellung ist:

text

°C

Relative Luftfeuchtigkeit

Das Panel Luftfeuchtigkeit zeigt den zeitlichen Verlauf der relativen Luftfeuchtigkeit für:

Wohnraum
Laderaum
Fahrgastraum

Die Daten stammen aus:

text

Measurement: raumklima
Field:       humidity
Tag:         sensor

Die Einheit der Darstellung ist:

text

Luftdruck

Das Panel Luftdruck zeigt den zeitlichen Verlauf des von den drei Raumklimasensoren gemessenen Luftdrucks.

Die Daten stammen aus:

text

Measurement: raumklima
Field:       pressure
Tag:         sensor

Die Einheit der Darstellung ist:

text

hPa

Batteriestand der Raumklimasensoren

Das Panel Batteriestand Sensoren zeigt den jeweils zuletzt empfangenen Batteriestand der drei Raumklimasensoren.

Im Gegensatz zu Temperatur, Luftfeuchtigkeit und Luftdruck wird der Batteriestand nicht als Zeitdiagramm, sondern als kompakte Statusanzeige dargestellt.

Angezeigt werden:

Wohnraum
Laderaum
Fahrgastraum

Die Daten stammen aus:

text

Measurement: raumklima
Field:       battery
Tag:         sensor

Die Einheit ist:

text

Farbliche Kennzeichnung

Der Batteriestand wird abhängig vom aktuellen Wert farblich dargestellt:

Batteriestand	Darstellung
unter 30 %	Rot
30 bis unter 80 %	Gelb
ab 80 %	Grün

Dadurch ist ein niedriger Batteriestand direkt im Dashboard erkennbar.

Raspberry-Pi-Temperatur

Das Panel Pi-Temperatur zeigt den zeitlichen Verlauf der CPU-Temperatur des Raspberry Pi tsg-bobil.

Die Daten stammen aus:

text

Measurement: system
Field:       temperature
Tag:
host = tsg-bobil

Die CPU-Temperatur wird derzeit von Node-RED einmal pro Minute erfasst und in InfluxDB gespeichert.

Die Einheit der Darstellung ist:

text

°C

In der Legende wird die Messreihe als

text

Raspberry Pi 8

angezeigt.

Auswahl des Zeitraums

Der in den Diagrammen dargestellte Zeitraum kann über die Zeitauswahl von Grafana geändert werden.

Dadurch können beispielsweise betrachtet werden:

die letzte Stunde
mehrere Stunden
die letzten Tage
längere Zeiträume innerhalb der gespeicherten Daten

Die Diagramme passen ihre zeitliche Auflösung automatisch an den ausgewählten Zeitraum an.

ℹ️Aufbewahrungszeit▶

Grafana selbst speichert keine Messwerte.

Die verfügbaren historischen Daten werden aus InfluxDB gelesen.

Für den verwendeten Bucket metrics_90d ist derzeit eine Aufbewahrungszeit von 90 Tagen eingestellt.

Flux-Abfragen

Grafana verwendet für die Abfrage der InfluxDB-Daten Flux.

Für die Temperatur der Raumklimasensoren wird beispielsweise folgende Abfrage verwendet:

flux

from(bucket: "metrics_90d")
  |> range(start: v.timeRangeStart, stop: v.timeRangeStop)
  |> filter(fn: (r) => r._measurement == "raumklima")
  |> filter(fn: (r) => r._field == "temperature")
  |> filter(fn: (r) =>
    r.sensor == "RTF_01_WR" or
    r.sensor == "RTF_02_LR" or
    r.sensor == "RTF_03_FR"
  )
  |> aggregateWindow(
    every: v.windowPeriod,
    fn: mean,
    createEmpty: false
  )
  |> map(fn: (r) => ({
      r with
      sensor:
        if r.sensor == "RTF_01_WR" then "Wohnraum"
        else if r.sensor == "RTF_02_LR" then "Laderaum"
        else if r.sensor == "RTF_03_FR" then "Fahrgastraum"
        else r.sensor
  }))
  |> yield(name: "mean")

v.timeRangeStart und v.timeRangeStop werden dabei von der in Grafana gewählten Zeitspanne vorgegeben.

Mit v.windowPeriod passt Grafana die Zusammenfassung der Messwerte automatisch an den betrachteten Zeitraum an.

Sicherung des Dashboards

Das Dashboard Womo-Raumklima wird zusätzlich zur internen Grafana-Speicherung als JSON-Datei exportiert.

Die Sicherungsdatei befindet sich auf tsg-bobil im Git-Repository tsg-bobil-config.

Sie wird im Git-Repository tsg-bobil-config versioniert und auf GitHub gesichert.

Der Aufbau ist:

text

tsg-bobil-config
│
├── grafana
│   └── dashboards
│       └── womo-raumklima.json
│
└── influxdb
    └── README.md

⚠️Dashboard nach Änderungen sichern▶

Änderungen an einem Grafana-Dashboard werden zunächst nur innerhalb von Grafana gespeichert.

Nach relevanten Änderungen am Dashboard sollte deshalb zusätzlich ein neuer JSON-Export erstellt werden.

Die vorhandene Datei womo-raumklima.json wird dabei durch den neuen Export ersetzt und die Änderung anschließend mit Git committed und auf GitHub übertragen.

Die Versionshistorie übernimmt Git. Es ist daher nicht notwendig, dauerhaft mehrere Exporte mit Datum oder Zeitstempel aufzubewahren.

Wiederherstellung

Die als JSON gesicherte Dashboard-Konfiguration kann bei einer Neuinstallation von Grafana wieder importiert werden.

Damit lassen sich unter anderem wiederherstellen:

Panel-Aufteilung
Flux-Abfragen
Einheiten
Anzeigenamen
Legenden
Schwellwerte
Visualisierungseinstellungen

Die eigentlichen historischen Messwerte befinden sich dagegen in InfluxDB und sind nicht Bestandteil des Dashboard-Exports.

Erweiterung

Das Dashboard kann jederzeit um weitere Messwerte ergänzt werden.

Denkbar sind insbesondere Daten des elektrischen Bordnetzes, beispielsweise:

Batteriespannung
Batteriestrom
Ladezustand
aktuelle Lade- oder Entladeleistung
Solarleistung
Solarertrag

Sobald solche Daten in InfluxDB zur Verfügung stehen, können entsprechende Panels in Grafana ergänzt werden.

← IT-System

Grafana ​

Aufgabe im IT-System ​

Zugriff ​

Datenquelle ​

Dashboard Womo-Raumklima ​

Temperatur ​

Relative Luftfeuchtigkeit ​

Luftdruck ​

Batteriestand der Raumklimasensoren ​

Farbliche Kennzeichnung ​

Raspberry-Pi-Temperatur ​

Auswahl des Zeitraums ​

Flux-Abfragen ​

Sicherung des Dashboards ​

Wiederherstellung ​

Erweiterung ​

Grafana

Aufgabe im IT-System

Zugriff

Datenquelle

Dashboard `Womo-Raumklima`

Temperatur

Relative Luftfeuchtigkeit

Luftdruck

Batteriestand der Raumklimasensoren

Farbliche Kennzeichnung

Raspberry-Pi-Temperatur

Auswahl des Zeitraums

Flux-Abfragen

Sicherung des Dashboards

Wiederherstellung

Erweiterung