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劳拉物联网家庭环境监测系统

来源:未知 编辑:晚一步 时间:2018-05-28
劳拉物联网家庭环境监测系统

整个物联网家庭环境监测系统由arduino mega基于物联网的互联网网关和Arduino羽毛远程站与环境传感器。远程站采用劳拉收音机无线网关进行通信。

该系统使房主监测家居环境通过互联网访问的仪表板,定期收到短信通知接收环境,实时短信提醒,当监测环境参数超过预先设定的阈值,并登录到云环境数据。

作为一个业主,火灾以外,最害怕的就是水,无论它是一个突然的、灾难性的管道或固定失败,或缓慢的泄漏,被发现时。如果你离开家的时候,一个突然的、灾难性的事件发生时,可能没有太多可以做的,但是,返乡宜早不宜晚或调用由于湿度读数突然扣球邻居能减轻损伤。缓慢的泄漏可以更阴险的,有可能导致结构破坏和黑霉。整个物联网家庭环境监测系统监测家用湿度水平随着时间的推移和提供的洞察力如何正常湿度全年波动在室外湿度的变化,并与正常家庭日常活动如干衣、淋浴等。有了这方面的知识,高湿度阈值可以智能地设置各个远程站启用劳拉物联网家庭环境监测系统发出警报时,湿度读数异常检测。短信提醒和每小时更新出现在智能手机的锁屏,可立即无需应用被推出或浏览到仪表板。

整个物联网家庭环境监测系统是使用现成的硬件模块和个别元件如开关和连接器构成。该系统的部分可以从Adafruit,Digikey和SparkFun;在许多情况下,Adafruit和SparkFun部分也可从Digikey。主管的焊接技能是需要安装的硬件,特别是焊SMT UFL连接器的劳拉无线电爆发和羽毛板。Arduino的代码写在一个程序的风格大方的评论让功能易于扩展。

该项目的目标包括:

  • 创建一个家庭物联网网关最小可行产品(MVP)
  • 创建一个用户界面(UI)Arduino项目的框架
  • 评估家庭环境LoRa技术的适用性

    MVP建立的最低硬件配置和所需的生产为基础的家庭监控系统真正有用的物联网软件设置功能。

    的UI框架目标的意图是使所有基于用户的配置参数,而不需要更改代码访问和重新编译。用户配置的变化是通过一个由四个简单的UI按钮开关和一个2×16的液晶显示器。液晶显示器是用来显示环境变量的局部,六种显示模式是目前可用的。第三方服务认证信息(temboo和谷歌Drive)存储在SD记忆卡的一个简单的文本文件。远程站和网关软件主要实现用户配置的目标而不需要编译的代码的当前版本,例外的注意。

    LoRa是一个长距离,低功耗无线技术开发的Semtech公司物联网。Semtech公司建立了LoRa技术的芯片组,而这些芯片可在突破和羽毛板从Adafruit用于劳拉物联网家庭环境监测系统。LoRa能够实现简单、可靠、节能的无线遥测链路在家庭之间的远程站和一个集线器/网关。为什么不使用WiFi?WiFi是矫枉过正的环境监测在家庭方面的数据速率,它的耗电,而且,在我的经验中,WiFi链接基于简化客户并不总是可靠的。LoRa工作在低数据率在915 MHz ISM频段。低数据率结合的传播特性在915兆赫(与2.4和5GHz WiFi)使非常可靠的无线电联系是建立在最大的家居环境。

    整个物联网家庭环境监控系统由以下子系统:

    1. <strong>劳拉的物联网网关</strong>无线传感器集线器和互联网的网关

    LORA的物联网网关从远程站接收周期性阅读,实现了以下功能:

    • 当地时间保持同步NTP
    • UI功能和本地显示通过2×16液晶
    • 警报在/下阈值的读数通过短信
    • 通过短信时的温度和湿度的更新
    • 实时仪表盘(十分钟更新)通过Adafruit IO
    • 长期的云数据存储谷歌硬盘在谷歌表

      远程站的大多数时间都在睡觉,醒来时定期将环境信息并发送给网关。

      在劳拉物联网家庭环境监测系统通信是目前单从远程站到网关;即网关总是接收不发送,和远程站定期发送但接收机不启用。作为LoRa的无线链路已被证明在家庭环境中是非常可靠的,来实现系统中双向协议似乎不必要的并发症。远程站发送异步更新在大约十分钟的间隔。传输是很短的,所以从两站传输碰撞的概率是非常低的。短信提醒的是如果网关不从一个给定的范围内可配置数量的10分钟间隔远程接收发送的传输。电池电量监测电池供电站(目前只有户外站),和警觉的送电量低。接收信号强度指示(RSSI)为每个远程可通过液晶显示功能检查无线链路质量。

      谢谢您的来访,下面,请看以下步骤进行进一步的信息。

      1. 劳拉的物联网网关硬件
      2. 室内站硬件
      3. 室外站硬件
      4. 劳拉物联网网关的用户界面
      5. 短信通知和警报
      6. 环境数据云存储
      7. 网络仪表板
      8. 劳拉的物联网网关软件
      9. 室内站软件
      10. 室外站软件
      11. 物联网网关的SD记忆卡的认证文件

      步骤1:劳拉的物联网网关硬件

      劳拉物联网家庭环境监测系统

      零件清单:

      1×arduino mega 2560 R3、Adafruit PID 191

      1×以太网屏蔽Arduino - W5500芯片组,Adafruit PID 2971

      1×I2C/SPI字符液晶背包,Adafruit PID 292

      1 x派原一半大小的线路板PCB,Adafruit PID 1609

      1 x rfm95w劳拉收发器突破868或915兆赫,Adafruit PID 3072

      1×UFL贴片天线连接器,Adafruit PID 1661

      1×SMA UFL / u.fl/ipx/ipex射频适配器电缆,Adafruit PID 851

      1×916 MHz天线1 / 2波SMA,Digikey PN ant-916-cw-hwr-sma-nd

      1×液晶2X16字符蓝色,Digikey PN nhd-0216k1z-nsb-fbw-l-nd

      4 x开关推单刀双掷0.4a 20V,Digikey PN ckn1633-nd

      4 x盖按钮,圆形的黑色,ckn1210-nd Digikey PN

      2 x林-通用4针20cm电缆,Seeed工作室,PN acc11317o

      1 x墙上适配器电源- 9vdc 650ma,SparkFun PN tol-00298

      1 x的microSD卡适配器和com-11609 8GB,

      1 x外壳,QRP实验室

      1个自定义面板,前面板的表达

      1个自定义后面板,前面板的表达

      1个以太网电缆

      其他男性和女性的脚头,导线、间隔;和2-56螺母、螺栓和垫圈。

      .............................................................................................................................

      以太网盾

      以太网盾插入arduino mega。

      .............................................................................................................................

      液晶显示器

      在Adafruit I2C/SPI字符液晶的背包是用来连接LCD的arduino mega采用I2C。

      参阅Adafruit网站上的详细信息I2C/SPI字符液晶的背包。

      一组女性排针焊接在LCD,和相应的一组男性排针焊接在LCD液晶背包背包允许插入和退出的LCD。以太网盾格罗夫连接器带来了+5V,GND,SDA和SCL。一个小树林通用电缆插入I2C接口连接在以太网的盾牌,在电缆的另一端连接被切断,电线连接到LCD的背包通过接线端子提供LCD背包如下。

      <u>Arduino</u> <--><u>液晶背包</u>

      GND(黑色线)> GND

      +5V(红色线)> +5

      SDA(白色线)> DAT

      SCL(黄色线)>时钟

      .............................................................................................................................

      rfm95w劳拉收发器

      参阅Adafruit网站上的详细信息rfm95w劳拉收发器,包括焊接UFL SMT天线接头细节。UFL连接器上的RF适配器电缆连接到UFL连接器焊接到rfm95w。SMA连接器的射频适配器电缆面板安装型和安装在后面板的外壳。该天线在后面板连接的SMA连接器。

      的rfm95w和Arduino之间的通信是通过SPI。的rfm95w突破板安装在一个半大小Adafruit派原原型板。女性排针焊接到成型板接受的rfm95w突破板销钉头。

      下面的连接是rfm95w突破板和Arduino的一端通过焊接线的成型板和插入相应的销Arduino堆垛头导线的另一端头之间的男性。

      <u>Arduino</u> > <u>rfm95w</u>

      GND <--> GND

      +5V <--> VIN

      数字引脚2(中断0)> G0(rfmw95中断)

      数字引脚52(SPI SCK SCK)>

      数字引脚50(SPI MISO)>味噌

      数字引脚51(SPI MOSI)> MoSi

      数字引脚8 > CS(片选)

      数字引脚9 > RST(复位)

      .............................................................................................................................

      按钮开关

      LORA的物联网网关有四个按钮开关如下:

      <strong>功能</strong>:进入和退出网关功能模式

      <strong>进入</strong>接受选定的参数值

      <strong>了</strong>增量参数值

      <strong>向下</strong>递减的参数值

      用按钮开关有一个良好的触感,并可按需要按住外壳最表面。用户界面体验将显着降低如果便宜,很难按按钮开关取代。

      按钮开关有普通(C),常开(NO),常闭(NC)终端。所有四个开关常见的端子连接到Arduino的地面。二林通用电缆用于在以太网屏蔽连接器连接到Arduino的UART树林使接地,在电缆的另一端连接被切断,只有接地使用,所以剩下的线可以截止在连接器插入以太网屏蔽显示在照片。接地是菊花链开关公共端之间。常闭开关端子悬空。导线焊接到每一个常开开关端子,和公头焊接到另一端插入相应的销Arduino叠加标题如下。

      <u>Arduino</u> <--><u>开关</u>

      数字引脚19 >功能

      数字输入引脚18 >

      数字引脚17 >下

      数字引脚16 >了

      程序的arduino mega和Lora的物联网网关软件。请参阅步骤:<strong>劳拉物联网网关的用户界面</strong>的信息门户的用户界面操作。这是它的劳拉的物联网网关硬件。

 
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