花 1 小时,开源设计 LoRa 红外感应终端

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花 1 小时,开源设计 LoRa 红外感应终端_第1张图片

LoRa 红外感应终端

LoRa 红外感应终端可自动探测人体的活动,基于 LoRa 传送到服务器,既可向监控平台发送报警信号,又可以自动控制电器设备。
LoRa LoRaWAN 红外感应 开源设计 Arduino

组件和材料

LoRa 扩展板LoRa 扩展板 x 1 采购链接
Arduino UNO Arduino UNO x 1 采购链接

花 1 小时,开源设计 LoRa 红外感应终端_第2张图片红外感应模块 x 1 采购链接
蜂鸣器蜂鸣器 x 1 采购链接
花 1 小时,开源设计 LoRa 红外感应终端_第3张图片LED x 1 采购链接
花 1 小时,开源设计 LoRa 红外感应终端_第4张图片220欧姆电阻 x 1 采购链接
天线天线 x 1 采购链接
杜邦线杜邦线 x 8 采购链接

软件和网络

花 1 小时,开源设计 LoRa 红外感应终端_第5张图片 LoRa网关 采购链接
LoRaServer 下载链接
LoRaAppLoRaApp 下载链接
Arduino IDEArduino IDE 下载链接

项目介绍

应急处理保障生命财产安全,一直是社会的基本需求。

LoRa 红外感应终端可自动探测人体的活动,既可向监控平台发送报警信号,又可以自动控制照明、空调等电器设备,以降低能耗和提升用户体验感。

LoRa 红外感应终端广泛应用于:住所、商铺、仓库、银行、办公室等场景。


红外防盗报警系统

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空间检测
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丰富的应用场景
花 1 小时,开源设计 LoRa 红外感应终端_第8张图片

相比传统的产品,LoRa 红外感应终端具备的优点为:

  • 安装简单便捷,不需要布线
  • 长距离通信,防止数据丢失
  • 超低功耗,2节5号电池工作数年

本项目开源设计 LoRa 红外感应终端的核心—软件和硬件,用户选择一个漂亮的外壳和电池,即可组成一个产品。
同时,简介了 LoRa 网络组件,轻松构建一个商用的安防物联网。

技术细节

元器件介绍

LoRa 扩展板
这是专为 Arduino 而设计的 LoRa 扩展板,既可以安装在 Arduino UNO 上,也能使用杜邦线连接到 Arduino Pro Mini。

它能达到空旷 10km 的通信距离,休眠电流仅 1.3uA。精心设计的软件库,使其开发极为容易:

  • 发送数据
LoRa.write("123", 3);
  • 接收数据
if (LoRa.availabe()) { 
    len = LoRa.read(buf, MAX_LEN); 
}

Arduino UNO

Arduino UNO 是最常用的开发板,它便宜简单,接线方便。
花 1 小时,开源设计 LoRa 红外感应终端_第9张图片
红外感应模块,采用数字智能热释电红外传感器,主要用于检测人体活动信息,感应角度 100 度,最大距离 12 米。
蜂鸣器
有源压电式蜂鸣器,音量高达 90dB,宽范围供电 3~24v,性价比高。
天线
470MHz 高频胶棒天线,增益 3.5dB,特别适合中国 LoRa 频段范围(470~510MHz)。

硬件接线

如下图所示,使用公对母的杜邦线连接 Arduino、红外感应模块、蜂鸣器、LED和电阻。
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通信逻辑

如下图所示,LoRa 红外感应终端上报人体活动事件给 App。

为此,需要配置如下的网络组件:

  • LoRa 网关重定向到本地 Server
  • 在 LoRa Server 上添加终端
  • LoRa App 连接到 LoRa Server
  • 配置 LoRa App
    花 1 小时,开源设计 LoRa 红外感应终端_第11张图片

运行效果

如下图所示,侦测到安全区域内有人体活动,LoRa 终端进行声光报警,通过 LoRa 发送消息,App 显示本次感应事件。

ArduinoLoRa+红外感应演示视频

花 1 小时,开源设计 LoRa 红外感应终端_第12张图片

行业第一的超低功耗—休眠仅 1.4uA

如下图所示(实物拍摄),ArduinoLoRa+ 的低功耗可达 1.4uA,这不仅是行业第一的超低功耗,而且达到了器件极限
低功耗可达 1.4uA
如下图所示,2 节 5 号碱性电池容量约 2890mAH,因为 LoRa 红外感应终端是”平时休眠,触发供电“,设平均 10 分钟工作一次,电池可工作近 9 年。终端电池寿命计算器
花 1 小时,开源设计 LoRa 红外感应终端_第13张图片

Arduino 代码

编译本工程需要添加 LoRa 驱动库

使用 Arduino IDE 打开工程,点击"Sketch -> Include Library -> Add .ZIP Library…"

Arduino 的 zip 库安装路径一般为:C:\Users\Administrator\Documents\Arduino\libraries

Arduino 的代码简洁,容易理解,下载链接

/*
   PIR sketch
   a Passive Infrared motion sensor connected to pin 2
   lights the LED on pin 13
*/
#include 

lora LoRa;

const int ledPin = 13;            // choose the pin for the LED
const int inputPin = 2;           // choose the input pin (for the PIR sensor)

void setup() 
{
  pinMode(ledPin, OUTPUT);         // declare LED as output
  pinMode(inputPin, INPUT);        // declare pushbutton as input
  Serial.begin(115200);            // for LoRa Node
}

void loop()
{
  boolean array[1];
    
  int val = digitalRead(inputPin);  // read input value
  if (HIGH == val)                  // check if the input is HIGH
  {
    array[0] = true;
    LoRa.write(array, sizeof(array[0]));  // report to LoRa Server that a motion detected

    digitalWrite(ledPin, HIGH);     // turn LED on if motion detected
    delay(3000);
    digitalWrite(ledPin, LOW);      // turn LED off
  }
}

低成本批量生产

批量生产的一些技术挑战:尺寸,成本,功耗,烧录,升级
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