หน้าแรก>การเขียนโปรแกรมที่เกี่ยวข้อง>โค้ดแหล่งที่มา AI
ดาวน์โหลด

Quakesense

โครงการ Quakesense เป็นแผ่นดินไหวและการตรวจสอบสิ่งแวดล้อมโอเพนซอร์สซึ่งประกอบด้วยเครือข่าย IoT ที่มีพลังงานต่ำและมีราคาต่ำที่ทำจากโหนดเซ็นเซอร์อัตโนมัติที่ใช้พลังงานผ่านระบบการเก็บเกี่ยวพลังงานและเชื่อมต่อกับเกตเวย์ในโทโพโลยีดาว
โครงการนี้ใช้เทคโนโลยี IoT ที่เกิดขึ้นใหม่สองรายการคือ MQTT และ LORA ซึ่งเป็นหนึ่งในเทคโนโลยีเครือข่ายพื้นที่กว้าง (LPWAN) ที่มีแนวโน้มต่ำที่สุดซึ่งให้การประนีประนอมที่ดีระหว่างความครอบคลุมการบริโภคปัจจุบันความยาวของน้ำหนักบรรทุกแบนด์วิดธ์และอัตราข้อมูล
ข้อมูลที่รวบรวมได้รับการเสนอให้กับผู้ใช้ด้วยอินเทอร์เฟซบนเว็บโดยเฉพาะดังนั้นจึงช่วยให้การตรวจสอบแบบเรียลไทม์ของเหตุการณ์แผ่นดินไหวและพารามิเตอร์ด้านสิ่งแวดล้อม

โครงการ

ส่วนประกอบหลักของโครงการ Quakesense คือ: หนึ่งโหนดเซ็นเซอร์หนึ่งโหนด, เกตเวย์ Lora ช่องทางเดียวและแพลตฟอร์มคลาวด์ IoT

คำอธิบายส่วนประกอบ

โหนดเซ็นเซอร์

โหนดเซ็นเซอร์แต่ละตัวประกอบด้วยส่วนประกอบต่อไปนี้:

  • STM32 นิวเคลียส F401RE คณะกรรมการพัฒนาตาม STM32F401RE 84 MHz ARM Cortex-M4 MCU พร้อมหน่วยจุดลอยตัว (FPU), หน่วยความจำแฟลช 512 kb และ SRAM 96 kb
    • แผ่นข้อมูลของ STM32F401RE MCU: http://www.st.com/resource/en/datasheet/stm32f401re.pdf)
  • X-Nucleo-IKS01A2 MOTION MEMS และบอร์ดขยายเซ็นเซอร์สิ่งแวดล้อมรวมถึง::
    • LSM6DSL: MEMS 3D accelerometer และ 3D Gyroscope
      • ข้อมูล: http://www.st.com/resource/en/datasheet/lsm6dsl.pdf
    • LSM303AGR: MEMS 3D accelerometer และ Magnetometer
      • ข้อมูล: http://www.st.com/resource/en/datasheet/lsm303agr.pdf
    • LPS22HB: เซ็นเซอร์ความดัน MEMS
      • ข้อมูล: http://www.st.com/resource/en/datasheet/lps22hb.pdf
    • HTS221: เซ็นเซอร์ความชื้นสัมพัทธ์แบบดิจิตอลแบบ capacitive และเซ็นเซอร์อุณหภูมิ
      • ข้อมูล: http://www.st.com/resource/en/datasheet/hts221.pdf
  • Shield Dragino Lora/GPS รวมถึง:
    • RFM95W 137 MHz ถึง 1,020 MHz พลังงานต่ำ Lora RF ในระยะยาว
      • ข้อมูล: http://www.hoperf.com/upload/rf/rfm95_96_97_98w.pdf
    • โมดูล Quectel L80 GPS ขึ้นอยู่กับ MediaTek MTK MT339 ระบบ GPS all-in-one บนชิป (SOC)
      • ข้อมูล: https://www.quectel.com/uploadimage/downlad/l80_hardware_design_v1.1.pdf
  • Seed Studio Solar Charger Shield V2.2 ซึ่งเชื่อมต่อ:
    • แบตเตอรี่ adafruit 2000 mah lipo
      • ข้อมูล: https://cdn-shop.adafruit.com/datasheets/liion2000mah37v.pdf
    • แผงโซลาร์เซลล์สตูดิโอ 1.5 W Seeed
      • แผ่นข้อมูล: http://wiki.seeedstudio.com/1.5w_solar_panel_81x137/

โดยค่าเริ่มต้นโหนดเซ็นเซอร์แต่ละโหนดจะทำงานในโหมดพลังงานต่ำ ในการกำหนดค่านี้ STM32 MCU ทำงานในโหมดหยุด (MCU หยุดลงและนาฬิกาถูกปิด แต่ SRAM และการลงทะเบียนเนื้อหาจะถูกเก็บไว้) โมดูล GPS อยู่ในโหมดการตั้งค่าเสมอ (โหมดประหยัดพลังงานอัจฉริยะ
เมื่อเหตุการณ์แผ่นดินไหวเกิดขึ้น accelerometer จะสร้างการขัดจังหวะที่เกี่ยวข้องกับเหตุการณ์การปลุกและโหนดเริ่มทำงานในโหมดรันซึ่งส่งผลให้ตื่นขึ้นมา STM32 MCU และโมดูล GPS ในโหมดเต็มรูปแบบในขณะที่โมดูล LORA ถูกวางในโหมดส่ง เหตุการณ์การปลุกเกิดขึ้นหากอย่างน้อยหนึ่งใน 3 ส่วนประกอบการเร่งความเร็วเกินเกณฑ์อ้างอิง (50 มก. สำหรับส่วนประกอบแนวนอน 1120 มก. สำหรับแนวตั้ง)
เมื่ออยู่ในโหมดรันโหนดเซ็นเซอร์เริ่มอ่านและบันทึกข้อมูลการเร่งความเร็วเพื่อคำนวณระยะเวลาที่กำหนดไว้ซึ่งกำหนดเป็นช่วงเวลาระหว่างช่วงแรกและครั้งสุดท้ายเกินกว่าเกณฑ์การเร่งความเร็วและองค์ประกอบ 3 ประการของการเร่งความเร็วสูงสุด (PGA) พารามิเตอร์การเคลื่อนไหวที่แข็งแกร่งที่คำนวณได้นั้นยังอ้างอิงทางภูมิศาสตร์ด้วยโมดูล GPS ดังนั้นละติจูดลองจิจูดระดับความสูงวันที่และเวลาพารามิเตอร์จะถูกเพิ่มเข้าไปในแพ็คเก็ต LORA ที่ส่งไปยังเกตเวย์ในที่สุด
พฤติกรรมพื้นฐานของโหนดจะเลียนแบบการตรวจสอบพารามิเตอร์สิ่งแวดล้อม (อุณหภูมิความชื้นสัมพัทธ์และความดัน) เป็นระยะ ๆ ผ่านทาง LPS22HB และ HTS221 MEMS

เกตเวย์

เกตเวย์ Lora ช่องทางเดียวประกอบด้วยส่วนประกอบต่อไปนี้:

  • B-L475E-IOT01A2 STM32L4 ชุดการค้นพบที่มี:
    • STM32L475VG: Agl-Low-Power ARM Cortex-M4 MCU ซึ่งรวมถึงหน่วยจุดลอยตัว (FPU), หน่วยความจำแฟลช 1 MB และ SRAM 128 KB
      • ข้อมูล: http://www.st.com/resource/en/datasheet/stm32l475vg.pdf
    • Inventhek ISM43362-M3G-L44: โมดูล Wi-Fi (802.11 b/g/n)
      • แผ่นข้อมูล: http://www.inventeksys.com/wp-content/uploads/ism43362_m3g_l44_functional_spec
    • SPSGRF-868: โมดูล RF พลังงานต่ำ (868 MHz)
      • ข้อมูล: http://www.st.com/resource/en/datasheet/spsgrf.pdf
    • SPBTLE-RF: โมดูลบลูทู ธ v4.1
      • ข้อมูล: http://www.st.com/resource/en/datasheet/spbtle-rf.pdf
    • M24SR64-Y: แท็ก NFC แบบไดนามิกรวมถึงเสาอากาศ NFC ที่พิมพ์ออกมา
      • ข้อมูล: http://www.st.com/resource/en/datasheet/m24sr64-y.pdf
    • HTS221: ความชื้นสัมพัทธ์แบบ capacitive และเซ็นเซอร์อุณหภูมิ
      • ข้อมูล: http://www.st.com/resource/en/datasheet/hts221.pdf
    • LSM303AGR: MEMS 3D accelerometer และ MEMS 3D Magnetometer
      • ข้อมูล: http://www.st.com/resource/en/datasheet/lsm303agr.pdf
    • LSM6DSL: MEMS 3D accelerometer และ MEMS 3D Gyroscope
      • ข้อมูล: http://www.st.com/resource/en/datasheet/lsm6dsl.pdf
    • LSP22HB: 260-1260 HPA Absolute Absolute Digital Output Barometer
      • ข้อมูล: http://www.st.com/resource/en/datasheet/lps22hb.pdf
  • Shield Dragino Lora ซึ่งรวมถึง:
    • ตัวรับส่งสัญญาณ LORA RF พลังงานต่ำ RFM95W ที่ใช้ SX1276
      • ข้อมูล: http://www.hoperf.com/upload/rf/rfm95_96_97_98w.pdf

เกตเวย์มีหน้าที่รับผิดชอบในการรับแพ็กเก็ตที่ส่งโดยโหนดเซ็นเซอร์แยกวิเคราะห์ค่าที่ห่อหุ้มและส่งต่อไปยังแพลตฟอร์ม Adafruit IO ผ่านโปรโตคอล MQTT
เกตเวย์ยังเกี่ยวข้องกับความสมบูรณ์ของแพ็กเก็ต: ทุกครั้งที่ได้รับแพ็คเก็ตใหม่เกตเวย์จะคำนวณการตรวจสอบและเปรียบเทียบกับหนึ่งในข้อความที่ได้รับ ในกรณีที่ไม่ตรงกันแพ็คเก็ตจะถูกทิ้งและข้อความแสดงข้อผิดพลาดจะถูกส่งไปยังแพลตฟอร์ม Adafruit IO

Adafruit io

แพลตฟอร์ม Adafruit IO ใช้ในการรวบรวมประมวลผลและแสดงภาพในข้อมูลสิ่งแวดล้อมแบบเรียลไทม์และพารามิเตอร์การเคลื่อนไหวที่แข็งแกร่งที่เกี่ยวข้องกับเหตุการณ์แผ่นดินไหว
อินเทอร์เฟซผู้ใช้ (UI) ประกอบด้วยแดชบอร์ดซึ่งรวมถึงวิดเจ็ตบางอย่างที่นำมาใช้ผ่านกราฟบรรทัดมาตรวัดและบล็อกอื่น ๆ เพื่อแสดงค่าของพารามิเตอร์สิ่งแวดล้อมและแนวโน้มเวลาของสามองค์ประกอบของการเร่งความเร็วสูงสุด

ส่วนประกอบซอฟต์แวร์

ไลบรารีซอฟต์แวร์และเฟรมเวิร์กที่ใช้ในการใช้งานโครงการ Quakesense คือ:

  1. Arduino Core STM32: https://github.com/stm32duino/arduino_core_stm32
  2. Library STM32LowPower: https://github.com/stm32duino/stm32lowpower
  3. ห้องสมุด Adafruit GPS: https://github.com/biagiom/adafruit_gps
  4. ห้องสมุด Arduino Lora: https://github.com/sandeepmistry/arduino-lora
  5. wifi-ism43362-m3g-l44 ห้องสมุด: https://github.com/stm32duino/wifi-ism43362-m3g-l44
  6. ไลบรารี LSM6DSL: https://github.com/stm32duino/lsm6dsl
  7. ห้องสมุด hts221: https://github.com/stm32duino/hts221
  8. LPS22HB ไลบรารี: https://github.com/stm32duino/lps22hb

ผู้เขียน

biagio montaruli - [email protected]

ใบอนุญาต

ซอฟต์แวร์นี้ได้รับอนุญาตภายใต้เงื่อนไขของ GNU GPLV3 ดูไฟล์ License.md สำหรับรายละเอียดเพิ่มเติม

กิตติกรรมประกาศ

โครงการนี้ได้รับการพัฒนาสำหรับวิทยานิพนธ์ระดับปริญญาตรีของฉันใน Internet of Things ที่ Polytechnic University of Bari (Poliba)
ฉันอยากจะกล่าวขอบคุณเป็นพิเศษกับอาจารย์และหัวหน้างาน Luigi Alfredo Grieco และนักวิจัยทุกคนและผู้คนในห้องปฏิบัติการ Telematics '(@telematics-Dev) ซึ่งช่วยฉันในระหว่างการพัฒนาโครงการนี้

ขยาย
ข้อมูลเพิ่มเติม
แอปที่เกี่ยวข้อง
แนะนำสำหรับคุณ
ข้อมูลที่เกี่ยวข้อง ทั้งหมด