Raspberry Pi和Blinka供电的天气雷达查看器

描述

描述

合并国家气象局雷达图像、Stamen Toner 地图和 OpenWeather 数据，即天气雷达！是一个 Raspberry Pi 和 Blinka 供电的天气雷达查看器……装在我在棚子里找到的一个时髦的模拟仪表箱中。

概述：

当那些夏季风暴或冬季暴风雪来袭时，查看天气雷达以确定它们的方向和可能的强度会很方便。不想在我的网络浏览器上打开另一个标签，我制作了天气雷达！作为我办公桌的渗透雷达查看器！

连接到 Wifi，雷达！下载 NWS 雷达图像，将它们叠加在地图上，并播放 1 小时降水层的循环动画。有了OpenWeather 数据，雷达！还显示当前天气状况和未来几天的预报。

拨动开关和 5 向导航开关允许在模式/页面之间切换，而电位器则用作地图的缩放旋钮。

背景

最初，Weather Radar 最初是一个小型 CircuitPython 微控制器项目，使用旧 NWS 网站上的静态雷达图像很快就失控了（以及可用的 RAM）。

当我升级为使用 RaspberryPi Zero 时，NWS 升级了他们的雷达网页，使其具有 HTML5、交互式地图和开放地理空间联盟 (OGC) 兼容层。这些图层特别方便，因为它们可以通过简单的 URL 请求（使用Web 地图服务 WMS或 Web 要素服务 WFS 协议）为我们提供特定区域的原始雷达图像。

NWS 有用地提供了他们提供的符合 OGC 的图层的页面，包括警报、警告和 200 多个气象雷达站的图层）。

方法：

对于美国给定的纬度和经度，雷达！：

• 获取最近的雷达站 ID（使用 Wea​​ther API 服务）
• 使用雷达站 ID（例如 KJAX）获取先前雷达层的元数据和时间（例如 ，杰克逊维尔雷达站 1 小时降水层的XML GetCapabilities 文档）。
• 使用GeoTiler 库 （使用给定的缩放级别、地图大小和地图中心）生成平铺底图。
• 使用所有这些信息发出 WMS 请求并下载最后 5 - 10 个雷达图像。
• 对于每个时间范围，使用Pillow 成像库组合基本地图、雷达图像和其他图层和注释。
• 显示每个时间帧的组合图像，以制作循环动画。
• 使用纬度和经度来获取 OpenWeather 数据以进行一些额外的预测爵士乐。

 

A) 使用起始纬度经度坐标生成底图（例如西雅图的黑白雄蕊墨粉图）。B) 雷达图像添加在顶部，具有轻微的透明度。也是我们起始纬度多头位置的标记。C）现在结合...

 

代码：

天气雷达是用 Python 编写的，支持 Blinka！

我正在慢慢地在天气雷达上添加示例代码！github页面！

硬件：

• 天气雷达！使用Raspberry Pi Zero W和2.4" Adafruit PiTFT HAT。Pi以无头模式运行，HAT 用作使用Blinka和RGB 显示库的 SPI 屏幕。
• Adafruit PCF8591支持Pi ADC 从安装在前面的电位计读取模拟电压，而拨动开关和 5 路导航开关连接到 Pi 的 GPIO 引脚。
• 对于额外的爵士乐，我还添加了一个Omzlo PiWatcher TB来帮助监控 pi 并为天气雷达提供开/关开关。
• [2021-06]：煎饼振动电机和Adafruit DRV2605L 触觉电机控制器为恶劣天气事件提供触觉反馈/警报（项目日志：振动警报！）

案子：

这个箱子来自我 5 年前在我的棚子里发现的一个旧模拟仪表。我不完全确定它测量的是什么，因为电池和电子设备大部分都碎成了有毒的灰尘。尽管如此，外壳和螺丝仍然很完美，经过彻底清洁并用一些木材填充物修补后，我给它涂了一层漂亮的天蓝色油漆（......因为你知道......天气）。

在内部，Pi 和 PiTFT HAT 使用我设计和 3D 打印的底座连接到仪表外壳的残余部分。一个便宜的放大镜将屏幕放大一点，给人一种复古的感觉（尤其是从某个角度看时）。

尽管在我的手中分崩离析，但我也能够重新使用其中一个原始拨动开关作为 5 向导航开关的旋钮。与其他金属开关和旋钮一起，它有助于保持外壳的复古美感！

控制界面特写。从左到右，一个厚实的金属拨动开关、一个 5 向导航开关（带有一个由金属拨动开关制成的旋钮）和一个带有拉丝金属旋钮的电位器。

 

未来的改进：

• 为未解释的电源添加电池和充电电路。这在停电时的严重雷暴期间特别方便。
• 可以使用Adafruit I2C QT 旋转编码器板上的旋转编码器代替连续旋转电位器（连接到 PCF8591 ADC）来控制地图缩放功能。

参考和归属：

• 来自国家气象局的雷达图像，来自OpenWeather的天气数据。
• Stamen Toner 在(CC-BY-SA)下的地图，由GeoTiler python 库进行了宝贵的处理 。
• Blinka 处理的 CircuitPython 库。