![](https://duino4projects.com/wp-content/uploads/2021/12/New-Wireless-IOT-Sensor-Layer-for-Home-Environmental-Monitoring-System-1.png)
این Instructable یک لایه حسگر IOT بیسیم کمهزینه و با باتری را برای سیستم مانیتورینگ محیطی خانگی LoRa IOT Home Instructable توصیف میکند . اگر قبلاً این Instructable قبلی را مشاهده نکردهاید، توصیه میکنم مقدمه را برای مروری بر قابلیتهای سیستم بخوانید که اکنون به این لایه حسگر جدید گسترش یافته است.
سیستم اصلی نظارت بر محیط زیست خانگی LoRa IOT به اهدافی که در زمان انتشار در آوریل 2017 تعیین کرده بودم دست یافت. با این حال، پس از چند ماه استفاده از سیستم مانیتورینگ برای نظارت بر دما و رطوبت در هر طبقه از خانه، می خواستم 11 حسگر دیگر را در مکانهای آسیبپذیر خانه اضافه کنید. از جمله، شش حسگر به صورت استراتژیک در زیرزمین، حسگرها در هر حمام، و یک سنسور در اتاق زیر شیروانی، لباسشویی و آشپزخانه.
به جای اضافه کردن سنسورهای مبتنی بر LoRa از Instructable قبلی که تا حدودی گران هستند و از طریق آداپتورهای متناوب تغذیه میشوند، تصمیم گرفتم لایهای از سنسورهای کمهزینه با باتری با استفاده از فرستندههای RF Link 434 مگاهرتز اضافه کنم. برای حفظ سازگاری با سیستم مانیتورینگ محیطی خانگی LoRa IOT موجود، یک پل بی سیم برای دریافت بسته های 434 مگاهرتز و ارسال مجدد آنها به عنوان بسته های LoRa در 915 مگاهرتز اضافه کردم.
لایه حسگر جدید از زیر سیستم های زیر تشکیل شده است:
- ریموت های بی سیم 434 مگاهرتز - حسگرهای دما و رطوبت با باتری کار می کنند
- پل بی سیم - بسته های 434 مگاهرتز را دریافت می کند و آنها را به عنوان بسته های LoRa ارسال می کند.
کنترلهای بیسیم 434 مگاهرتز در مقایسه با رادیوهای LoRa از قدرت انتقال کمتر و پروتکلهای قویتر کمتری استفاده میکنند، بنابراین مکان پل بیسیم در خانه برای اطمینان از ارتباط مطمئن با همه کنترلهای بیسیم 434 مگاهرتز انتخاب شده است. استفاده از پل بیسیم اجازه میدهد تا ارتباط با ریموتهای بیسیم 434 مگاهرتز بدون اعمال محدودیت در محل قرارگیری دروازه IOT LoRa بهینه شود.
ریموت های بی سیم 434 مگاهرتز و پل بی سیم با استفاده از ماژول های سخت افزاری در دسترس و چند جزء جداگانه ساخته شده اند. قطعات را می توان از Adafruit ، Sparkfun و Digikey تهیه کرد . در بسیاری از موارد، قطعات Adafruit و Sparkfun نیز از Digikey در دسترس هستند. برای مونتاژ سخت افزار، به ویژه سیم کشی نقطه به نقطه ریموت های بی سیم 434 مگاهرتز، به مهارت های لحیم کاری شایسته نیاز است. کد آردوینو به خوبی برای درک و فعال کردن گسترش آسان عملکرد توضیح داده شده است.
اهداف این پروژه شامل موارد زیر بود:
- یک فناوری بی سیم کم هزینه مناسب برای محیط های خانگی پیدا کنید.
- یک حسگر بی سیم با باتری بسازید که بتواند چندین سال روی یک مجموعه باتری کار کند.
- نیازی به هیچ تغییری در سخت افزار یا نرم افزار LoRa IOT Gateway از Instructable قبلی من نیست.
کل هزینه قطعات برای ریموت های بی سیم 434 مگاهرتز، به استثنای باتری های 3xAA، 25 دلار است که بیش از نیمی از آن (14 دلار) را سنسور دما و رطوبت SHT31-D تشکیل می دهد.
همانند ریموتهای LoRa از Instructable قبلی من، ریموتهای بیسیم 434 مگاهرتزی دما و رطوبت را اندازهگیری میکنند و هر 10 دقیقه یک بار از طریق Wireless Bridge به LoRa IOT Gateway گزارش میدهند. یازده کنترل از راه دور بی سیم 434 مگاهرتز در دسامبر 2017 با استفاده از 3 باتری قلمی AA که اسماً 4.5 ولت هستند، به بهره برداری رسیدند. خوانش باتری از یازده سنسور در دسامبر 2017 از 4.57 ولت تا 4.71 ولت متغیر بود، شانزده ماه بعد در می 2019 خوانش باتری از 4.36 ولت تا 4.55 ولت متغیر بود. استفاده از قطعات با محدوده ولتاژ عملیاتی گسترده باید عملکرد سنسورها را برای یک سال دیگر یا بیشتر تضمین کند، مشروط به حفظ قابلیت اطمینان پیوند RF زیرا قدرت انتقال با ولتاژ باتری کمتر کاهش می یابد.
قابلیت اطمینان لایه سنسور 434 مگاهرتز در محیط خانه من بسیار عالی بوده است. لایه حسگر جدید در 4200 فوت مربع فضای تمام شده و 1800 فوت مربع فضای زیرزمین ناتمام مستقر شده است. سنسورها با ترکیبی از 2 تا 3 دیوار داخلی و کف/سقف از پل بی سیم جدا می شوند. درگاه LoRa IOT از Instructable قبلی من در صورت قطع ارتباط با حسگر برای بیش از 60 دقیقه (6 گزارش ده دقیقه ای از دست رفته) یک هشدار پیامکی ارسال می کند. یک حسگر روی زمین در گوشه ای در انتهای زیرزمین پشت جعبه های انباشته شده، هر از چند گاهی باعث هشدار تماس از دست رفته می شود، با این حال، در همه موارد ارتباط با سنسور بدون هیچ گونه مداخله ای دوباره برقرار می شود.
با تشکر از شما برای بازدید از این آموزش، و لطفا مراحل زیر را برای اطلاعات بیشتر ببینید.
- طراحی حسگر بی سیم با باتری
- سخت افزار از راه دور بی سیم 434 مگاهرتز
- نرم افزار کنترل از راه دور بی سیم 434 مگاهرتز
- سخت افزار پل بی سیم
- نرم افزار پل بی سیم
مرحله 1: طراحی حسگر بی سیم با باتری
![](https://duino4projects.com/wp-content/uploads/2019/09/Battery-Operated-Wireless-Sensor-Design.jpg)
طراحی کنترل از راه دور بی سیم 434 مگاهرتز از قسمت های زیر استفاده می کند: