Projekt Hladinomer postavený na meraní výšky hladiny ultrazvukovými senzormi HC-SR04 / JSN-SR04T, vrátane jeho rozšírení a verzie s doplnením o zrážkomer Hydreon RG-11 sme si už na tomto blogu opísali. Oba projekty boli navrhnuté pre platformu Arduino s Ethernetom, neskôr rozšírené o WiFi platformy od Espressif Systems - ESP8266, respektíve nástupcu ESP32. Pre Hladinomer a zber údajov tak existovala konektivita cez Ethernet, alebo WiFi, čo vyžadovalo aj celú domácu sieť a napájanie, napríklad až na záhradu, kde bol mikrokontróler a senzor umiestnený nad studňu.
Na druhú stranu, mikrokontorléry ESP, predovšetkým ESP32 ponúka pokročilý režim spánku (Deep Sleep) so spotrebou rádovo v desiatkach mikroampérov pri 3V3 napájaní, teda je táto platforma vhodná i pre možný beh na batériu. Najväčším žrútom prúdu je WiFi modem, ktorý spotrebúva pri vysielaní nárazovo aj 240 mA pri 3V3 napájaní. Z toho dôvodu som sa rozhodol WiFi nepoužiť a pripojiť k ESP perifériu s podstatne nižšou spotrebou a možnosťou uspávania.
Na konci roka 2017 na Slovensko prišiel IoT operátor Sigfox, ktorý v súčasnosti prevádzkuje svoju sieť po celom Slovensku (aj okolitých krajinách). Má pokrytie na skoro 90% Slovenska aj vďaka spolupráci s Towercomom, je preto vhodným kandidátom na prenosovú technológiu. Sigfox funguje v Európe na 868 MHz, podobne ako LoRaWAN. Umožňuje prenášať malé objemy dát - maximálne 12B na správu pre odosielanie, ktoré projekt využíva. Nakoľko v projekte Hladinomer sa využíva záznam iba jednej veličiny - Výška hladiny vody v cm, hodnota zaberá 4B (INT). Pre projekt Hladinomer + zrážkomer je záznam veličín rozšírený o záznam prírastku zrážok, teda druhá veličina zaberá taktiež 4B (FLOAT).
V oboch prípadoch tak správa neobsahuje plnú dĺžku, ktorú môže. Payload správy je možné doplniť aj o rôzne systémové informácie, napríklad: GEO údaje (zemepisná dĺžka / šírka), RSSI (Sila prijatého signálu), číslo správy a iné. Druhým obmedzením správ je množstvo vysielaných správ za 24 hodín. Maximálne je možné cez sieť preniesť 140 správ, čomu odpovedá vysielanie raz za viac ako 10 minút. Sigfox má aj niekoľko modulov, ktoré je možné zakúpiť si v rôznych elektrotechnických / Arduino obchodoch, kedy kúpou modulu získate aj ročnú licenciu na používanie. Najpoužívanejší a najznámejší je LPWAN Sigfox Node 868MHz.
Modul je možné zakúpiť samostatne, alebo s anténou na u.FL konektor. Každý Node (uzol) musí byť zaregistrovaný na stránkach Sigfoxu. Zaregistrovaním začína plynúť doba licencie. Prenos dát funguje na princípe komunikácie Nodu s bázovými stanicami (ideálne pokrytie predstavujú 3 bázové stanice a viac), ktorými sa informácia dostane až do Francúzska, kde je možné pripraviť si callback, ktorým je možné dáta spracovať (na základe očakávanej dĺžky) a následne dáta z ústredne odoslať cez HTTP / HTTPS protokol na vlastnú stránku, pričom je možné nastaviť aj špecifickú metódu prenosu (GET, POST, PUT...), či payload (JSON, RAW data atď).
Dostupnosť modulu u predajcov:
Aplikácia pre všetky vyššie spomenuté mikrokontroléry využíva hardvérovú UART linku pre používateľské výpisy z pôvodnej aplikácie pre Hladinomer / zrážkomer a zároveň softvérovo emulovanú UART linku pre komunikáciu s modulom. Pre komunikáciu sa využívajú AT príkazy, ktoré je možné nájsť v oficiálnej dokumentácii:
https://www.lpwan.cz/LPWAN_sigfox_node_datasheet_v1.pdf.
Medzi AT príkazmi nájdeme príkazy pre odosielanie dát, konfiguračné, informačné príkazy. Pre pokročilejších používateľov je možné využiť aj spánkový režim pre Sigfox Node. Podporuje režim ľahkého spánku s možnosťou prebudenia cez ukončovací znak riadka zaslaný na UART, alebo podporuje aj možnosť Deep sleep režimu.
V prípade, že chcete projekt Hladinomer, alebo jeho rozšírenú verziu o zrážkomer vyskúšať s vašim hardvérom, musíte si najprv Node zaregistrovať do siete Sigfox a v rovnakom webovom rozhraní následne nastaviť Callback podľa týchto kritérii:
Hladinomer - Nastavenie Sigfox Backend callbacku:
- Callbacks --> Custom --> New
- Do Custom payload config napíšeme: cislo1::uint:16
- Do URL pattern: http://arduino.clanweb.eu/studna_s_prekladom/data.php (alebo iná URL adresa vašho webservera, kde bude projekt bežať), možnosť využiť i HTTPS
- V HTTP metóde zvolíme: POST
- Do Body (tela správy) doplníme:
hodnota={customData#cislo1}
- Do Content-Type: application/x-www-form-urlencoded
Hladiomer + Zrážkomer - Nastavenie Sigfox Backend callbacku:
- Callbacks --> Custom --> New
- Do Custom payload config napíšeme: cislo1::float:16 cislo2::uint:16
- Do URL pattern: http://arduino.clanweb.eu/studna/data.php (alebo iná URL adresa vašho webservera, kde bude projekt bežať), možnosť využiť i HTTPS
- V HTTP metóde zvolíme: POST
- Do Body (tela správy) doplníme: &
- dazd={customData#cislo1}&hodnota={customData#cislo2}
- Do Content-Type: application/x-www-form-urlencoded
Externé odkazy:
PRIHLÁS SA
2 