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基于Semtech SX1276IMLTRT LoRa长距离RFID门禁管理方案

 2017-01-25

社会的进步照就了人与人的集体化,基本的表现就是公司,工厂,学校等等场域。在上述单位元需要制定一有效的制度来管理人员进出及统计其行为模式如计算上下班时间,或是监控其是否进入不相关的区域予以安全控制。此种需求就必须有一门禁管制系统来监控,但是此类区域大都是范围较大并且环境较为复杂所以无法简单并快速的使用BT、Wifi等距离短的无线技术来布建。此处我们提出一个使用Semtech 长距离、高穿透性且又具有非常省电的LoRa技术来达成此一要求。

对于此种现象我们提出的方案是利用NXP Mifare技术的MFRC522,其为一非接触式近场感应卡读写器。其功能为当卡片进入读写卡机天线的感应范围约2.5公分至10公分内时,读写卡机便传输微量电力来驱动卡片上的电路。此时卡片及卡片阅读机以透过调变及解调器收发无线电波信号互相验证后透过加密进行实际工作通讯。而此方案的实施方式为使用MCU把从卡片阅读机接收到的卡片数据再经LoRa传递此一独立的卡片数据至云端成为可供利用及监控的信息。

过去此类信息大都以有线方式连结传感器,然后将收集到的把数据或是警告以PSTN、Wifi或GSM等方式传送出去。现在现今物联网的兴起可以让我们开始把周遭的一些物品透过网络互相沟通,这个趋势可以让人们以更简单更可靠的方式来连接网络。但是对于如何延展搜集器到传感器的这一段路一直是困扰着IOT设计者。而Semtech LoRa长距离无线产品就是符合这一需求,Semtech长距离的无线传输技术的优点是在极低耗电下可以提供高达-148dB的灵敏度让应用可以使用在长距传输及高穿透性的传输。此点可以提供应用者可以简单并确实传输到数据收集器再经网络上传至云端如Exosite以供监控及应用。

【展示板照片】

展示板照片(正面) 展示板照片(反面)

【方案方块图】

方案方块图

【系统功能】

① 传感器端 : 以单芯片接收由MFRC522 RFID Reader送来的触发信号后经处理后再由UART送至LoRa模块发送至空中。
② 数据接收端 : 由LoRa模块接收到数据后经UART把数据送至单芯片以判读到有效数值后以UART接口经ESP8266W Wifi 模块送至Internet。
③ 网络端 : 把由单芯片送来的API、Sensor ID、Device ID及 Co Data送至云端服务纪录数据。
④ 客户端 : 用户以计算机或是手机随时可以上网检查数据。

【方案特性】

① 超长距离,低成本 : 因其Sensitivity 可达-148dB, 此点可以让传感器部件的范围大幅增加。此点可减少repeater 用量节省成本。
② 延长使用时间 : 由于待机电流低至2.5uA, 此低耗电特性比起GPRS来可以大大的减少耗电。所以可减小电池体积而增加其传感器待机时间。

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