E-IoT átjárók a lokális Neo.Mesh okosszenzor-hálózat illesztésére – 2. rész
A magazin előző számában a multipont-pont IoT struktúrában működő lokális okosszenzor-hálózatok internetátjáróinak bemutatását kezdtük el a legegyszerűbb megoldással indulva: bemutattuk a Neo.Mesh-t integráló USB-kulcs eszközt. Ebben az esetben igazi átjáróról nem is beszélhetünk, hiszen az eszköz önmagában nem rendelkezik internetkapcsolattal, ahhoz szükséges egy számítógép is. A sorozat jelen részében olyan PoC (proof of concept) megoldásokat veszünk szemügyre, amelyek önállóan is képesek az adatok felhőbe juttatására, azaz a Neo.Mesh integráción kívül képesek önállóan is az internethez csatlakozni és a lokális hálózatból érkező okosszenzoradatokat az Endrich Cloud DB felhőalapú adatbázisába juttatni.
Az E-IoT platform alacsony fogyasztású ad-hoc helyi hálózattal kombinálva
A cikksorozat előző számában egy alacsony fogyasztású rádiós modul köré épített vezeték nélküli ad-hoc helyi hálózati megoldást alkalmaztunk a NeoCortec Neo.Mesh protokoll használatával. Nagyszámú intelligens, ultraalacsony energiafogyasztással rendelkező okosérzékelő kapcsolódik vezetékmentesen a helyi hálózathoz, ahol egyetlen internetkapcsolattal rendelkező adatkoncentrátor/átjáró gondoskodik az adatok E-Cloud DB-be való eljuttatásáról a mobilhálózaton keresztül, például az LTE-M, NB-IoT LPWA vagy CAT-1 technológia segítségével. Egy egyszerű vezetékmentes NeoCortec Neo.Mesh rádiómodult és UART-USB átalakítót tartalmazó USB eszközt részleteztünk.
Multipont-pont hálózati struktúra 1.
Az említett eszköz kicsit kilóg a hagyományos átjárók közül, hiszen nem teljes értékű gateway-ről van szó, azonban funkcionalitását tekintve nagyon is beleillik az E-IoT koncepció vonatkozó részébe. Az USB-kulcsba foglalt NeoCortec modul lehetővé teszi az USB interfésszel rendelkező (mini)számítógép integrálását a lokális Neo.Mesh hálózatba, és „szoftveres gateway” funkción keresztül képes a lokális hálózat felől érkező adatok felhőbe juttatására a számítógép saját internetkapcsolatán keresztül. Sok esetben azonban nem lehetséges vagy nem gazdaságos akár egy egylapos-, panel-, vagy teljes értékű PC használata, és mivel a Neo.Mesh adatforgalma nagyon kis méretű csomagokból áll ( a payload mindössze 21 byte), kiválóan megfelel egy alacsony fogyasztású (akár telepes vagy napelemes táplálást lehetővé tevő) ARM CORTEX M0 mikrovezérlő köré épülő áramkör is. Jelen írásunkban különböző feladatokra alkalmas, ilyen tulajdonságokkal rendelkező átjárókról írunk.
Neo.Mesh / LPWA (NB-IoT/LTE-M) átjáró beépített energiaméréssel
A korábban részletesen bemutatott Endrich smartFridge projekthez készült az a gateway, amely azonkívül hogy tetszőleges számú NeoCortec-alapú okosszenzor adatát képes összegyűjteni és az internet felé LPWA kapcsolaton keresztül továbbítani, alkalmas arra is, hogy a hozzá csatlakoztatott hálózati feszültségű berendezések fogyasztási adatait rögzítse és a WLAN hálózatról érkező adatokkal egyetemben azokat az Endrich Cloud-ba juttassa. Létrejöttét az indokolta, hogy az okoshűtőkben a fenntarthatóság és a hosszú működtethetőség érdekében direkt LPWA modemmel szerelt okosszenzorok csak akkor alkalmazhatók, ha megoldott azok folyamatos hálózati tápellátása, például a világítás vagy egyéb perifériákhoz behúzott kábelkorbácsról. Ha ez nem megoldható, vagy a szenzornak a hűtőgép elektronikájától függetlennek kell maradnia, akkor a mobilhálózat-alapú megoldások elemes táplálással nem képesek kellően hosszú ideig működni. Nem így a direkt telepes táplálásra tervezett NeoCortec-alapú szenzorok, amelyek megfelelő kialakítás mellett évekig képesek adatokat küldeni. Ezekhez egy külső Neo.Mesh/LPWA átjáróra van szükség, amelynek folyamatos hálózati tápellátásáról is gondoskodni kell. Mivel hűtőgépek esetén gyakori igény azok áramfelvételének és fogyasztási adatainak monitorozása, kézenfekvő volt egy olyan átjárót készíteni, ami energiamérőként a fali dugalj és a hűtőgép közé illesztve képes begyűjteni a hűtőtérben elhelyezett különféle szenzorok alkotta LPLAN (Neo.Mesh) felől érkező adatokat is. Vegyük észre, hogy a Neo.Mesh sub-GigaHertz frekvenciája lehetővé teszi a jelek könnyebb kicsatolását, mintha 2,4 GHz-es BlueTooth vagy WiFi hálózatot használtunk volna.
E-IoT Mesh
A fenntarthatóságot a beépített tápegység (220 V AC / 5 V DC) hosszú távon is biztosítani képes. Az alkalmazott NB-IoT / LTE-M modem képes a hosszú távú működésre még akkor is, ha lefedettség hiányában a 2G hálózatra kell kapcsolódnia. A beépített tölthető elem áramkimaradás esetén képes további 6-7 státuszüzenet küldését támogatni. Az eszköz a fogyasztási adatok mellett méri a környezeti hőmérsékletet és a páratartalmat, ami jó referenciaérték a hűtő(k)ből származó mérések értékeléséhez.
Neo.Mesh / LPWA (NB-IoT/LTE-M) átjáró vízügyi mérésekhez
Egy a fentihez hasonló mikrovezérlő-alapú hálózati átjáró a csapadékmennyiség, a talajvízszint, valamint a talaj nedvességtartalmának monitorozására alkalmas szenzorok fogadására készített WATER-BOX nevű PoC eszközünk is. Ez a lap a Neo.Mesh/LPWA átjárófunkció mellett alkalmas a vízügyi mérésekhez használt szenzorok leggyakoribb vezetékes interfészeinek támogatására is, így helyet kapott rajta a talajvízszint-mérő nyomásszenzorokhoz használt RS485 és 4-20 mA áramhurok-interfész, saját fejlesztésű és harmadik féltől származó szenzorok támogatására elhelyezett I2C, SPI port, valamint 2 pólusú záróérintkező a billenőkapcsolós csapadékmennyiség-mérőkhöz. A szokásos egyszerű vízszintmérés 3 pólusú szintmérő interfésze is megtalálható az eszközön.
Endrich mezőgazdaság
Neo.Mesh / CAT-1 átjáró általános feladatokra
A fenti célorientált megoldások mellett szükségét éreztük egy egyszerű, olcsó és a lehető legáltalánosabb funkcionalitással bíró gateway elkészítésének is. Ez az átjáró társaitól abban különbözik, hogy nagyon nagyszámú, akár ezres nagyságrendben telepített NeoCortec okosszenzor adatát képes továbbítani az internet felé. A korábbi LPWA megoldások helyett itt LTE CAT-1 hálózati kapcsolatot létesítünk, amely 5 Mbps sebességgel képes az adatok felhőbe juttatására és az integrált WiFi Scan-funkció segítségével beltéri helymeghatározást is lehetővé tesz.
Multipont-pont hálózati struktúra 2.
Ennek az eszköznek a részletes működésével és programozásával egy külön cikk keretei között foglalkozunk majd.
Szerző: Kiss Zoltán, Export Igazgató – Head of R&D, Endrich Bauelemente Vertriebs GmbH
Endrich Bauelemente Vertriebs GmbH
Sales Office Budapest
1188 Budapest, Kölcsey u. 102/A
Tel.: + 36 1 297 4191
E-mail:
www.endrich.com
E-IoT átjárók a lokális Neo.Mesh okosszenzor-hálózat illesztésére – 1. rész
E-IoT átjárók a lokális Neo.Mesh okosszenzor-hálózat illesztésére – 3. rész
