Develict Solu ons s.r.o.

Transkript

1 , Na stezce 2124/4, Praha CZ Develict Solu ons s.r.o. Develict Solu ons s.r.o srpna 2016

2 Seznam obrázků 2.1 Komunikační a řídicí jednotka Skutečné provedení senzoru měření teploty a vlhkos Komunikační a řídicí jednotka Rozměry modulu pro měření teploty a vlhkos info@develict.com strana 1 15

3 Seznam tabulek 2.1 Detailní informace o použité baterii Základní specifikace senzoru pro měření teploty a vlhkos Specifikace měření teploty Specifikace měření rela vní vzdušné vlhkos Popis LoRaWAN paketu Popis záhlaví LoRaWAN paketu Seznam iden fikátorů senzorů společnos DEVELICT Solu ons s.r.o Popis servisní čás LoRaWAN paketu Popis LoRaWAN paketu pro přenos dat ze senzoru teplota/vlhkost Historie změn u čidla měření teploty a vlhkos info@develict.com strana 2 15

4 Obsah 2.1 Ovládání Zapnu zařízení Vypnu zařízení Okamžitý přenos dat Signalizace Přenos dat Použitá baterie Kombinovaný senzor teploty a vlhkos Přehled základních parametrů Kalibrace Skutečné provedení Konstrukce přenosového paketu Záhlaví přenosového paketu Servisní datový obsah Získání hodnoty intenzity přijímaného signálu Získání hodnoty odstupu signálu od šumu Získání napěťové úroveně baterie Uživatelský datový obsah Měření teploty a vlhkos Komunikační a řídicí jednotka Modul měření teploty a vlhkos info@develict.com strana 3 15

5 1. Obecný popis DeSens je zařízení určené pro přenos dat skrze LoRaWAN síť splňující specifikaci LoRaWAN 1.0. Zařízení je určeno pro bateriový provoz a je klasifikováno jako zařízení A v infrastrukturách LoRaWAN sí 1. LoRaSens je možné pořídit v následujících modifikacích: Kombinovaný senzor teplota a vlhkost Senzor intenzity osvětlení Senzor vlhkos půdy Senzor rychlos větru - anemometr Senzor ionizujícího záření Senzor plynu radon Zařízení DeSens je složeno ze dvou čás. První čás je komunikační a řídicí jednotka, která se stará o sběr dat ze senzoru a jejich následné odeslání skrze LoRaWAN modem do sítě. Jejímu bližšímu popisuje věnována kapitola 2. Druhou čás je pak samotný senzor. Vlastnos jednotlivých senzorů včetně elektrických parametrů celé sestavy jsou uvedeny v kapitole 3. 1 Zařízení je kompa bilní s LoRaWAN sí provozovanou Českými radiokomunikacemi viz h ps:// info@develict.com strana 4 15

6 2. Komunikační a řídicí jednotka Na obrázku 2.1 je zobrazena deska s rozmístěním jednotlivých součástek. Jde zejména o: - anténní konektor U.FL pro připojení externí antény pro pásmo 868 MHz a impedanci 50 Ω - pa ce pro baterii velikos AA a napě m do 3.6 V - pa ce pro připojení externího napájení max. 3.6V DC - signalizace odeslání zprávy - konektor pro připojení senzoru viz typy senzorů, které jsou uvedeny v kapitole 3 - tlačítko pro ak vaci okamžitého odeslání zprávy Antenna connector Battery Quick transmission button External power supply Sensor connector Communication status Obrázek 2.1: Komunikační a řídicí jednotka. info@develict.com strana 5 15

7 2.1 Ovládání Zapnutí zařízení Zapnu zařízení se provede vložením baterie Vypnutí zařízení Vypnu zařízení se provede vyjmu m baterie Okamžitý přenos dat Pokud je zapotřebí vyvolat okamžitý přenos aktuálně naměřených dat, postačí krátce zmáčknout spínač SW Signalizace Přenos dat Přenos dat je signalizován krátkým bliknu m zelené diody. 2.3 Použitá baterie V zařízení je použita baterie lithium/thionyl chloridová baterie (PN: LS14500). Detailní informace o použité baterii jsou uvedeny v tabulce 2.1. Pro senzory je možné použít i jiný typ baterie velikos AA, ale je nutné počítat s patřičnou změnou výdrže odpovídající spotřebě dané varianty senzoru. Tabulka 2.1: Detailní informace o použité baterii. PN LS14500 Rozsah napě 2,3 až 3,67 V Nominální napě 3,6 V Kapacita 2600 mah Maximální vybíjecí proud 50 ma Maximální špičkový proud až 250 ma Provozní teplota -60 C až 85 C info@develict.com strana 6 15

8 3. Vlastnosti senzorů 3.1 Kombinovaný senzor teploty a vlhkosti Senzor je založen na integrovaném obvodu HTU21D(F) Přehled základních parametrů Tabulka 3.1: Základní specifikace senzoru pro měření teploty a vlhkos. Napájecí napě 2,1-3,6 V Odběr během spánku 0,02 µa Odběr během měření 2 ma Odběr během vysílání 16@14dBm ma Vyčítací interval 5 minut 868,1 (LC1) MHz 868,3 (LC2) MHz Elektrické vlastnos 868,5 (LC3) MHz Frekvence 867,1 (LC4) MHz 867,3 (LC5) MHz 867,5 (LC6) MHz 867,7 (LC7) MHz 867,9 (LC8) MHz Data rate SF12/125 khz Adap ve data rate off - Provozní podmínky Teplota -40 až 85 C Vhkost (nekondenzující) <100 %RH Tabulka 3.2: Specifikace měření teploty. Rozlišení 14 bitů - 0,01 - C Přesnost - - ± 0,4 - C Pracovní rozsah C Dlouhodobý posun - - 0,04 - C/rok info@develict.com strana 7 15

9 Tabulka 3.3: Specifikace měření rela vní vzdušné vlhkos. Rozlišení 12 bitů - 0,04 - %RH Přesnost Při teplotě 25 C - ± 2 ± 5 %RH Odezva snímače s Nelinearita - - <0,1 - %RH Pracovní rozsah %RH Dlouhodobý posun - - 0,5 - %RH/rok Kalibrace Použitý senzor HTU21D(F) je z výroby zkalibrován a nevyžaduje žádnou další kalibraci. Mezní hodnoty a tolerance odpovídají údajům v tabulkých výše Skutečné provedení Obrázek 3.1: Skutečné provedení senzoru měření teploty a vlhkos. info@develict.com strana 8 15

10 4. Přenos dat - uplink Kapitola popisuje členění a obsah komunikačních paketů putujících ze senzoru do lora sítě (směr uplink). V této kapitole jsou uvedeny informace platné pro všechny senzory vyvíjené společnos DE- VELICT Solu ons s.r.o. viz seznam v tabulce Konstrukce přenosového paketu Popis paketu pro směr uplink 4.1: - info o typu paketu/senzoru detail viz tab servisní záhlaví viz datová část paketu viz 4.4 Veškerá vícebajtové pole jsou ukládána ve formátu. Tabulka 4.1: Popis LoRaWAN paketu. Header Service Payload Data Payload 4.2 Záhlaví přenosového paketu Popis záhlaví přenosového paketu ve směru uplink viz 4.2: - rezervováno pro budoucí použi. - iden fikátor přenášené informace resp. iden fikátor přenášených dat viz tabulka 4.3. Tabulka 4.2: Popis záhlaví LoRaWAN paketu. Reserved Reserved Reserved Sensor ID info@develict.com strana 9 15

11 Tabulka 4.3: Seznam iden fikátorů senzorů společnos DEVELICT Solu ons s.r.o. 0x00h x01h Temperature 2B - 0x02h Humidity 2B - 0x03h Temperature/Humidity 2B+2B Sensor: HTU21D(F) 0x04h Illuminance 2B Sensor: APDS x05h Soil Moisture 2B - 0x06h Radia on 2B+2B+2B Sensor: DEVELICT KID 0x07h Radon 2B+2B Sensor: RD200M 0x08h Anemometr 2B+2B Sensor: Wind Sensor Rev. C 0x09h RS-232 2B - 0x0Ah RS-485 2B - 0x0Bh M-BUS 2B - 0x0Ch 5V Binary Input (TTL) 1B - 0x0Dh 3V Binary Input (TTL) 1B - 0x0Eh x0Fh x10h x11h x12h x13h x14h x15h x16h x17h x18h x19h x1Ah x1Bh x1Ch x1Dh x1Eh x1Fh x20h info@develict.com strana 10 15

12 4.3 Servisní datový obsah V servisní čás paketu jsou k dispozici informace o stavu komunikačního rozhraní a napěťové úrovně použité baterie. Význam jednotlivých bajtů je následující: - úroveň přijímaného signálu (Received Signal Strength Indica on) - odstup signálu od šumu (Signal To Noise Ra o) - informace o napěťové úrovni baterie Tabulka 4.4: Popis servisní čás LoRaWAN paketu. RSSI SNR Ba ery Získání hodnoty intenzity přijímaného signálu Hodnota úrovně přijatého výkonu je udávána v jednotkách dbm. Pole má velikost 1B a obsahuje znaménkové dekadické číslo reprezentované jeho hexadecimální hodnotou. RSSI může nabývat rozsahu -128 až 127 dbm. Pokud není RSSI dostupné 1, je zapsána hodnota 255 (0xFF) Získání hodnoty odstupu signálu od šumu RSSI = RSSI (10) (4.1) Hodnota odstupu signálu od šumu je udávána v jednotkách db. Pole má velikost 1B a obsahuje znaménkové dekadické číslo reprezentované jeho hexadecimální hodnotou. SNR může nabývat rozsahu -128 až 127 db 2. Pokud není SNR dostupné, je zapsána hodnota 255 (0xFF). Informace o SNR je měřena z posledního řádně přijatého paketu Získání napěťové úroveně baterie SNR = SNR (10) (4.2) Hodnota aktuálního namě napájecí baterie udávaná v mv. Pole má velikost 2B a hodnota napěťové úrovně baterie je uložena v její hexadecimální podobě. Pro získání údaje ve V je nutné provést následující transformaci: Battery = Battery (10) 1000 Bližší informace o použité baterii a jejich vlastnostech jsou uvedeny v kapitole 2.3. (4.3) 1 Senzor RN2483 získání hodnoty RSSI neumožňuje a k dispozici je jen informace o aktuálním RSSI ve směru uplink. 2 Hodnota SNR je aktualizována jen tehdy, pokud je odeslaná zpráva vyžadující potvrzení nebo je přijata datová zprýva ze směru downlink. A to vždy se zpožděním jednoho přenosu. info@develict.com strana 11 15

13 4.4 Uživatelský datový obsah Měření teploty a vlhkosti Hodnoty teploty a rela vní vzdušné vlhkos jsou uloženy ve 2B polích viz tabulka 4.5. Teplota je udávána ve C a rela vní vzdušná vlhkost v %RH. Tabulka 4.5: Popis LoRaWAN paketu pro přenos dat ze senzoru teplota/vlhkost. Header Service Payload Data T emperature Data Humidity Pro získání hodnoty v jednotkách C je nutné 2B hexadecimální hodnotu převést na dekadické číslo a následně vydělit číslem 1000 viz následující transformace: T emperature = (Data T emperature) (10) 1000 (4.4) Pro získání hodnoty v jednotkách % je nutné 2B hexadecimální hodnotu převést na dekadické číslo a následně vydělit číslem 1000 viz následující transformace: RH = (Data Humidity) (10) 1000 (4.5) info@develict.com strana 12 15

14 5. Rozměry 5.1 Komunikační a řídicí jednotka Rozměry komunikačního modulu LoRaWAN technologie: 63 mm D x 58 mm Š x 20 mm V Tloušťka DPS: 1,6 mm Obrázek 5.1: Komunikační a řídicí jednotka. info@develict.com strana 13 15

15 5.2 Modul měření teploty a vlhkosti Rozměry modulu měření pro teploty a vlhkos : 21 mm D x 19,5 mm Š x 6 mm V Tloušťka DPS: 1,6 mm IC1 21 Obrázek 5.2: Rozměry modulu pro měření teploty a vlhkos. info@develict.com strana 14 15

16 6. Historie změn Tabulka 6.1: Historie změn u čidla měření teploty a vlhkos Zbyněk Kocur Výchozí verze dekumentu info@develict.com strana 15 15