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Python · IoT · CrateDB · Docker · Apache Superset

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專案概述

以 TP-Link Tapo H200 網關搭配 T315 溫濕度感測器為資料來源，Python 採集器啟動後自動發現網關下的所有 T315 感測器，每隔約 60 秒輪詢一次並將讀值寫入 CrateDB 時序資料庫。Apache Superset 負責儀表板呈現，整套服務以 Docker Compose 封裝，可部署至 Synology NAS 或一般 Docker 主機。 H200 網關的 API 在感測器斷線後仍會持續回傳最後一筆快取讀值，不提供子裝置的 online/offline 狀態。系統透過四訊號交叉比對機制偵測這類過時資料，驗證失敗時將溫度與濕度欄位寫入 NULL 並記錄至 stale.log。

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核心功能

  • 啟動後自動發現 H200 網關下的所有 T315 感測器，無需手動設定裝置清單
  • 每 60 秒採集溫度、濕度、電池電量與 RSSI，寫入 CrateDB
  • 四訊號交叉驗證（RSSI 門檻、RSSI 凍結、溫濕度同時凍結、device_time 凍結），至少 N 項失敗才判為 stale（預設 N=2），避免單一指標誤判
  • Stale 資料的溫濕度欄位寫 NULL，保留 is_valid 與 stale_reasons，事件同步寫入 stale.log
  • Apache Superset 儀表板，預建每分鐘、每小時、每日、每週、每月統計視圖
  • 支援 Cloudflare Tunnel，遠端存取不需開放入站埠號
  • 服務異常自動重連與重試，restart: unless-stopped

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專案架構

climate-monitor
src/climate_monitor
core
collector.py · 主採集迴圈
tapo_client.py · 與 H200 通訊
validator.py · 四訊號驗證器
infra/database.py · CrateDB 客戶端
config.py · 環境變數載入
main.py
docker
docker-compose.pc.yml · 本地開發
docker-compose.prod.yml · NAS 生產
scripts/init_db.sql · CrateDB Schema 初始化

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快速開始

1

準備環境變數

填入 Tapo 帳號、H200 的區網 IP 等必要參數。
2

啟動所有服務（NAS / 生產）

3

初始化 Superset（僅首次）

4

初始化 CrateDB Schema

開啟瀏覽器至 http://NAS-IP:4200，在 SQL console 執行 scripts/init_db.sql。
5

確認採集正常

看到感測器名稱與讀值輸出即表示採集已啟動。

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連線驗證邏輯

H200 API 不揭露子裝置連線狀態，感測器斷線後仍回傳快取值。系統以四項訊號交叉比對判斷： 至少 VALIDATOR_MIN_FAILED_CHECKS（預設 2）項同時失敗才判為 stale。凍結判定次數根據 frozen_window / collection_interval 自動計算。

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注意事項

.env 含 Tapo 帳號密碼，不要提交版本控制。本機開發（docker-compose.pc.yml）與生產（docker-compose.prod.yml）使用不同 Compose 檔案，兩者的 bind mount 路徑不同，切換環境前確認正確。CrateDB Schema 需在首次部署後手動執行 init_db.sql 初始化，服務不會自動建表。

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實際應用面

適合需要長期、低成本監控多點溫濕度的場景，例如實驗室環境記錄、伺服器機房基礎監控、家庭環境管理。stale 驗證機制讓資料庫裡的 NULL 具有明確語義（感測器離線），而非默默存入錯誤數值，方便後續統計分析時正確排除無效時段。

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