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基於Semtech LoRA 長距離無線技術之物聯網一氧化碳警告方案

 2016-07-13

一氧化碳為無色無味的氣體,中毒症狀不容易於初期被察覺,因而成為居家環境中的隱形殺手。 動物在吸入過多一氧化碳後大多只有疲倦、頭昏眩等輕微症狀,所以往往在沒有警覺下昏睡中死亡。 對於此類無法察覺的氣體我們可以使用MQ-7氣體感測器來感知,其所使用的氣敏材料是在清潔空氣中電導率較低的二氧化錫(SnO2) 利用高低溫循環檢測方式低溫加熱檢測感測器的電導率因空氣中一氧化碳氣體濃度增加而增大,並於高溫清洗低溫時吸附的雜散氣體。本方案就是以LoRa傳輸因氣體濃度改變的電導變化信號至雲端。 

過去此類感知器大都以獨立偵測或是以有線方式連結所有感測器,然後將收集到的把資料或是警告以PSTN或GSM傳送出去。而現今物聯網的應用可讓我們可以把周遭的一些物品透過網路互相溝通,這樣可讓人們以更簡單更可靠的方式來連接網路,但是對於如何延展蒐集器到感測器的這一段路一直是困擾著IOT設計者。而Semtech LoRa長距離無線產品就是符合這一需求,Semtech長距離的無線傳輸技術的優點是在極低耗電下可以提供高達-148dB的靈敏度讓應用可以使用在長距傳輸及高穿透性的傳輸。此點可以確保監測居家的一氧化碳濃度訊息可以確實傳輸到資料收集器再經網路上傳至雲端請求救援。而警衛室或是其他家人可以使用手機APP或是PC遠端監控。

【展示板照片】

展示板照片(正面) 展示板照片(反面)

【方案方塊圖】

方案方塊圖

【系統功能】

① 感測器端 : 以單晶片接收由MQ-7送來的資料,並轉換單位為可判讀的數據後經UART送至LoRa模組發送至空中。
② 資料接收端 : 由LoRa模組接收到資料後經UART讓單晶片讀到有效數值後以SPI介面經W5100送至Internet。
③ 網路端 : 把由單晶片送來的API、Sensor ID、Device ID及Co Data送至雲端服務紀錄資料。
④ 用戶端 : 使用者以電腦或是手機隨時可以上網檢查數據。

【方案特性】

① 超長距離,低成本 : 因其Sensitivity 可達-148dB,此點可以讓感測器部件的範圍大幅增加。此點可減少repeater 用量節省成本。
② 延長使用時間 : 由於待機電流低至2.5uA, 此低耗電特性比起GPRS來可以大大的減少耗電。所以可減小電池體積而增加其感測器待機時間。