Сегодня, этим постом, начну серию рассказов о том, как я познакомился и построил свою первую сеть LoRaWAN. Расскажу о поставленных задачах, решениях, и победах над собой.
Предстала однажды передо мной задача: Найти/реализовать охранную систему для дождевальных машин, типа «Фрегат»( для понимания читателей: существует проблема кражи распылителей). После долгих ковыряний в интернете, я понял, что толковых решений на Украинском рынке попросту нет.
В поиске решений, сразу столкнулся с массой проблем:
— где взять питание в «поле»;
— как выявлять кражу;
— какие датчики использовать;
— как передавать данные о состоянии датчиков, системы;
— и еще с пару сотен вопросов, которые казалось поставили меня в тупик.
И вот в один день, коллеги из РФ подсказывают мне о чудесной технологии, и на примере решений от Веги, убеждают, что стоит рыть в этом направлении. Поиск производителей LoRaWAN устройств длился около 2-3 недель. К сожалению в Украине нет еще того объема полученного опыта, который имеют собратья из РФ. Из всех, кого мне удалось найти (а таковых оказалось 2-3 компании), я решил продолжить общение с Харьковскими ребятами, которые хоть и не имели за плечами каких-то интересных реализаций, но были в «теме», и оказались готовы рисковать с нами, экспериментировать для достижения результата.
Первым шагом мы поставили базовую станцию и промеряли покрытие. Получили уверенных 9700 м, чего нам вполне хватало, потому дальше и не промеряли.
После этого и было принято окончательное решение о начале строительства LoRaWaN.
Весь последующий процесс был сумбурным и хаотичным, и собственно продолжается.
Каждый день вносит в систему какие-то изменения, дополнения, потому далее я буду описывать лишь что реализовано, и если будут возникать вопросы, буду стараться описывать их в дальнейших постах.
И так, на сегодняшний день сделано:
Базовая станция установлена на телескопической мачте, на высоте 14 м
Об охране «Фрегатов»
Физика
Для обеспечения безопасности дождевальных машин, был выбран вариант обвязки несущего каркаса(трубы) и распылителей, кабелем UTP.
Попросту все увязано замкнутой цепью, в случае разрыва которой и происходит сработка/оповещение.
Цепь замыкается на релейных выходах LoRa-устройства, таковых под нас реализовано 5 (изначально в устройстве предусмотрено 2 выхода), для разделения цепи на зоны, и более информативного оповещения. Питание реализовано 2-мя АКБ 12в 18А/ч, в последующем буду ставить только 1(за 4 месяца тестирования, заряды АКБ просели на 0,61В и 0,5В). На фрегат так же установлен ревун мощностью 120 дБ.
Логика
LoRaWAN устройство, работая в классе А, опрашивает релейные выходы, в случае разрыва цепи, включается звуковой извещатель и устройство шлет пакеты с информацией о номере выхода, на котором произошел разрыв цепи.
Каждые 10 минут устройство шлет пакет, для подтверждения наличия связи, а так же содержит информацию и заряде батареи.
Так же на следующий сезон будут добавлены gps-трекеры на фрегаты, датчики влажности на полях, и будет передаваться информация о количестве вылитых литров воды. Таким образом будет отображаться физическое положение фрегата на поле и т.д.
Программная часть
По нашему ТЗ, написали, и продолжают дорабатывать серверную часть, а так же клиентскую.
На серверной останавливаться пока не буду, это заслуживает отдельных публикаций, а вот о клиентской в двух словах расскажу.
ПО для работы с конечными устройствами реализовано для визуализации их состояний и передачи тревожных сообщений на пост охраны.
С приложения на сегодняшний день управляются и устройства класса С, которые работают как централи в системах сигнализаций в помещениях. Таким образом все складские и прочие помещения ставятся на охрану только с пульта охраны, сохраняя в логах всю информацию о состоянии, времени, аккаунте через который изменялись состояния охранных устройств, и т.д.
На сегодня могу сказать, что эксперимент с запуском удался. Технология позволяет нам закрывать все больше и больше задач, уже сегодня реализованы: подключения заправки и емкостей хранения топлива, счетчиков воды и т.д.
Следующие посты буду формировать по мере реализации проекта, либо по мере ваших вопросов, уважаемые читатели.
Комментарии (66)
Airrr
22.10.2018 23:08Если уж проводом utp, тем более там много жил, надо делать как нормально-разомкнутые, так и нормально-замкнутые и следить за обеими.
(если что, кроме pir сенсора, есть на эффекте Доплера — стоят копейки.)umsky Автор
23.10.2018 09:14Обдумаем !
reykeycom
24.10.2018 01:45Еще можно просто обмотать изолированным проводом все что вы хотели бы защитить и измерять емкость провода по отношению к трубе по падению переменного напряжения от генератора на том же микропроцессоре. Если правильно настроить, то будет чувствовать любое изменение конфигурации, но не будет ловить дождь и перемещение поливалки. Только не забудьте сапрессор для грозозащиты и фильтр чтобы не ловить помехи. Если хотите, могу схему дать. из плюсов: простота инсталляции и дешевизна решения итогового решения. Из минусов: софт немного сложнее (автокалибровка и фильтры).
clawham
23.10.2018 10:41По правильному — там делаются резисторы 50-100 ом на концах и тогда что замыкание что размыкание будет известно. но это уже совсем другоая тема.
reykeycom
23.10.2018 21:57Извините, но где можно купить pir сенсор «на на эффекте Доплера» за копейки. Да к черту подробности! Что это вообще «pir сенсор на на эффекте Доплера»? (про Passive infrared sensor знаю, про эффект Доплера тоже заю, но чтобы в одном девайсе не знаю)
Ivanii
23.10.2018 23:41Читайте внимательнее, датчики движения есть как с PIR сенсором так и на эффекте Доплера, и те и те на Ebay менее доллара за штуку.
www.ebay.com/itm/183018813170 PIR Motion Sensor Module
www.ebay.com/itm/202451759352 Microwave Motion Sensor
Microwave Motion Sensor можно в термоусадку с термоклеем закатать и разместить где удобно.reykeycom
24.10.2018 01:32Именно это и имелось ввиду, спасибо за дополняющие ссылки. Но первоначальный комментарий был отредактирован, в итоге некрасиво получилось. Я вообще написал ответ из благих намерений, не потому, что кто-то здесь ошибся в формулировке, а потому что это очень распространенное заблуждение. Многие думают что PIR работает по принципу полицейского радара на Доплер-эффекте, но это не так.
bambucho
22.10.2018 23:16UTP — 4 пары? Замкнутая цепь для срабатывания по 1 паре, всем парам или межпарное соединение? Для осложнения
замкнуть цепь «у основания»
По несущей трубе идет 1 провод, распылителей много и провод на распылителе заканчивается — на трубе кабель разветвляется?umsky Автор
23.10.2018 09:15Межпарное! Кабель для обвязки распылителей, рву цепь из основного кабеля
sim31r
23.10.2018 01:59Питание реализовано 2-мя АКБ 12в 18А/ч
Можно поставить солнечные батареи маленькие для подзарядки аккумуляторов, тогда и АКБ такой большой емкости не потребуются.
gshamshurin
23.10.2018 07:07… и первым делом стащат батареи.
А вообще мысль интересная — к ревуну можно добавить ещё направленный в небо прожектор с узким (2..5 градусов) лучом. Чтобы значит группа реагирования сразу и без навигатора видела, к какой поливалке подвозить *****ли.progchip666
23.10.2018 08:55А если среди бела дня будут тырить, то взрывпакет? С одной стороны воров до смерти перепугаешь, с другой охрану от игры в нарды оторвёшь и им сразу будет видно куда бежать.
synka
23.10.2018 10:28Зеленый лазер в небо.
trapwalker
23.10.2018 21:35Лазер хорошо видно только если он рядом. С нескольких шагов он уже плохо различим. Это если 50 милливат даже. Большей мощности уже дороже выйдет и возникнет смысл их воровать, а не распылители=).
umsky Автор
23.10.2018 09:16Смысла нет! По задумке одного акб хватит на 1 год железно.
trapwalker
23.10.2018 21:38Зачем тогда АКБ, если можно просто несколько батареек формата D? На год комплект обойдётся, наверно, дешевле, чем АКБ и проще.
Они компактнее, кстати, спрятать легче.
scruff
23.10.2018 09:32А через GSM то же самое запустить можно? На GSM-Трекерах есть кнопка «SOS», на нее можно повешать разрыв UTP через инверсивное реле (НР-контакты). Стоимость трекера 10-15 уе. Автономная работа 3-5 дней на встроенном аккуме. Вешаем на повербанку 3-5 Ач — получаем месяц работы. Стоимость комплекта не считая монтажных работ до 50 уе. Отступ от темы — всегда интересовало как эти «адовые» повозки передвигаются? От напора воды (стоит турбинка) или электричество в поле проброшено?
umsky Автор
23.10.2018 09:40Покрытия gsm либо нет, либо оно крайне не стабильно, потому и решил реализовать лору. Соседи собрали на gsm-централи, и спустя месяц сняли. Не всегда проходил дозвон, отсутсвует Контроль состояния выходов! Да и пришлось им ставить панель солнечную, кушает централь много, в следствии бюджет неоправданно увеличивается!
А двигаются они от давления воды! Стоит гидропоршень, который толкает колесо
scruff
23.10.2018 11:41+1Если одна БС «бьёт» на 9700м, то весьма годное покрытие. Какова цена одной БС включая весь комплект (антенну, мачту, кабеля и т.д.)? Еще вопрос в другом — у вас самая дальняя поливалка как далеко от пункта реагирования? Засекали время, за которое доедет «группа реагирования» до места кражи?
umsky Автор
23.10.2018 21:43Фрегатов 44 штуки, в зоне покрытия одной БС. В этом сезоне охраняли их 100 человек. Расстановка экипажей и их маршруты составляются таким образом, что бы время доезда составляло максимум 4-5 минут
ianzag
23.10.2018 23:04Боюсь предположить что вы там такое выращиваете если Оно окупает сезонную охрану в 100 человек…
Scratch
23.10.2018 09:35Были ли уже эпизоды с новой системой? Срабатывала ли защита по делу?
umsky Автор
23.10.2018 09:44У нас пока не лезли! Наличие обвязки кабелем, само по себе уже отбивает охоту лезть. Охрана лютая, и ворье понимает что полицию вызывать ни кто не станет
progchip666
23.10.2018 10:00+1Лично мне в хозяйстве такой кабель больше чем эти трубы может пригодиться
trapwalker
23.10.2018 21:43+1Ага, пока каждый хомутик отколупаешь, да размотаешь… а судя по картинкам там кабель не размотать без разрыва, ну а там ревун. Не. На медь это не выгодно при лютой охране.
progchip666
23.10.2018 10:40Может дешевле было обмотать трубу ржавым проводом с колючкой, повесить табличку «Yе трожь, убьёт» и на этом успокоиться. Если уж людей впечатляет сетевой кабель, то такой психологический приём должен сработать во много раз лучше. Зачем проверять убьёт или нет, когда проще подъехать на соседний неохраняемый объект.
ElvenSailor
23.10.2018 11:05Акция — «Подари хлопцам халявные аккумуляторы!» :)
umsky Автор
23.10.2018 11:19Аккумуляторы в металическом боксе, как и лора-устройства, при попытке добраться к ним, так же будет сработка!
trapwalker
23.10.2018 21:47Если бы я был злодеем, конкурентом или неленивым троллем, то оголил бы где-нибудь в незаметном месте кабель и подключил бы дешевую китайскую релюшку с радибрелочком. После бесконечных серий ложного срабатывания без видимых повреждений систему просто отключат. А через месяц можно и на цветмет пилить во время дождичка в четверг ночью.
umsky Автор
23.10.2018 22:53Фрегат разделён на зоны! В случае подобных сработок, мы будем знать конкретно на каком участке это происходит!
А в общем можно долго дискуссировать на предмет того как можно навредить. Это тема нескончаемая
trapwalker
23.10.2018 23:08Согласен.
Ваше решение выглядит элегантно и практично. Мало что можно добавить или убрать. Может быть разве что как вариант посадить резьбу распылителей на эпоксидку, а отслеживать температуру труб и звуки пиления=).
Звуки хорошо рапространяются в твёрдой среде.
r00tGER
23.10.2018 14:35вариант обвязки несущего каркаса(трубы)
В грозу может быть нехилая наводка. Скорее всего пробьет, куда-нибудь на землю, но защиту лучше поставить.
trapwalker
23.10.2018 22:02Добавьте телеграм-бота, который будет слать в спец-чат охране примерную геопозицию срабатывания.
Тут автоматом и уведомление, и сигнал на мобильный и один клик на навигацию.
Можно при этом обойтись без GPS, если апроксимировать положение по одной оси исходя из графика подачи воды, а по другой исходя из сегмента сработки.
Может быть GPS на каждом девайсе окажется дороже, сложнее и энергозатратнее, чем вторая базовая станция и логика для триангуляции по времени прохождения сигнала и/или по уровню приёма. Достаточно же небольшой точности. В поле и так далеко видно.
Можно ещё энкодер на колесо поставить, например в виде магнита с герконом и считать обороты колеса для вычисления координат поливалки. Я так понимаю геометрия этой штуки такова, что предсказать вторую координату не проблема. Это не выглядит избыточным по сравнению с GPS с его холодным и тёплым стартом, с его потреблением, с его протоколом…umsky Автор
23.10.2018 22:55GPS нам нужен не во время сработки, а по большей части для контроля увлажнения почвы и является лишь опцией! Уведомление на телефон в процессе реализации посредством модема с сим картой
trapwalker
23.10.2018 23:10А энкодер на колесо по аналогии с велоспидометром? Может получиться дешевле GPS
ianzag
Берем шумелку на 868MHz ±, немного шумим, под шумок снимаем что нужно и спокойно уходим, нет? :)
c_kotik
Если сможете угнать за
60 секунд10 минут между опросами — то да, если я правильно понял логику работы)Можно попробовать зачистить провода и замкнуть цепь «у основания». Или на этот случай тоже есть хитрости в защите?
ianzag
Я думаю проще: шапочка из фольги. Буквально сегодня хотели надеть на свое творение попробовать, что будет. Фольги под рукой не нашлось. Завтра попробую напишу :)
umsky Автор
Именно так! Время опроса в последующем уменьшим. На счёт замкнуть цепь у основания и обмануть систему, у меня не получилось! Даже зная схему подключения, спустя пол часа это стало головоломкой
trapwalker
Чтобы детектить нештатное замыкание линии, можно припаивать в качестве терминаторов на конце UTP набор резисторов. Правда придется подключать периметр к АЦП и мерять сопротивление, детектируя изменения.
Ну и маленькая идея вам на будущее. Для длинных линий можно точное место разрыва находить по задержке эхо-сигнала.
lenz1986
Сеть лоры ложится с помощью 3-4 таких же устройств. Данная система просто ну никак не предназначена для работы в охранных системах. Ложится при этом не сеть, сеть продолжает работать в штатном режиме просто сигнал от ваших оконечек не придет на базовую станцию пока глушилки работают. Честно тут применение лоры не совсем логичное.
umsky Автор
Ровно так же глушится GSM канал, при этом ни кто не перестал его использовать в охранных системах!
aleks_proj
Если Вас за одно место не прихватить ГКРЧ в момент вноса помех :)
bambucho
Поле, где-то за городом — шумелкой забить датчик на 10-30 минут — ГКРЧ определит? И, самое главное — приедет? Как быстро?
lenz1986
шумелкой будет сложновато, Лора в этом плане прикольная штука, она шумы от шумелки умудряется отсеивать, а вот ихней собственной блокировкой можно ) 4-е одноватных модуля по идее положат все
Shamrel
Самое обидное, даже если засекут, то вопросы скорее возникнут не к злоумышленнику, а к хозяину сети. Попробуй докажи, что не сеть у тебя сбесилась.
progchip666
ГКРЧ даже в городе слабо напоминает «скорую помощь»
во всяком случае по времени реагирования, а уж в сельской то местности.hobogene
Там много-то не надо, если в лоб с помощью грубой силы не делать. Так что разве что «у них на глазах» если… Тогда могут. А иначе никто просто не заметит.
progchip666
Те, кто ворует такое барахло, вряд ли будут разбираться в таких тонких материях. Там ребята намного проще.
umsky Автор
У нас воры ещё не дошли до такого уровня;) да и система работает в комплексе с мобильными экипажами
progchip666
Неужели так много воруют, что окупается такая система охраны с мобильными экипажами? С первого взгляда, там воровать то особо нечего, можно подумать что вы центробанк охраняете!
umsky Автор
я тоже так думал раньше! один распылитель 50$
engine9
А можно запрограммировать дрон, чтобы он автоматом вылетал по адресу обрыва и снимал видео
для ютуба?trapwalker
Это, кстати, интересная тема. Конечно охота на дрона станет куда прибыльнее, чем охота за распылителями…
У меня была идея разработать клешни для коптера для захвата кабеля высоковольтной линии. Тогда бы можно было делать автоматических дронов для инспекции ЛЭП. Дроны будут какптички садиться на провода на ночь, заряжаясь за счет индукционной передачи энергии. Фактически захваты должны быть трансформатором тока.
sim2q
Интересная идея, токи же четырёхзначные там бывают, а на 300-500 kV уже можно иголочек на дрон понатыкать и заряжаться от тока короны :)
До 10kV в принципе при существующих транзисторах уже можно и тросик на землю спускать :) Чего уж мелочиться:)