David Steinwidder
Hardwareentwicklung (LoRa Module, Sensorik usw.), Energiemanagement
Dream, Believe, Achieve
Deutsch Um ein großflächiges Anwesen (z.B. Bauernhof, Fabrik) zu überwachen wird ein Monitoring- System mit Alert benötigt. Ein großes Problem von herkömmlichen Monitoring-Systemen ist, dass man eine Netzwerkverbindung direkt an den Sensormodulen benötigt. Oft ist dies aber aufgrund von äußeren Umständen oder fehlender Netzwerkabdeckung nicht möglich. Dies soll durch myHomeLoRa möglich gemacht werden. Der Vorteil dieser Technologie ist es, dass man lediglich beim Standort des Gateway's einen WiFi-Empfang benötigt. Das LoRa-Modul kann bei offener Fläche mehrere Kilometer weit Daten zum Gateway senden. Mithilfe der verwendeten Sensoren werden unterschiedliche Messgrößen erfasst.
Befindet sich ein Sensorwert außerhalb eines einstellbaren Toleranzbereiches wird der Endbenutzer mittels eines Telegram-Bots auf dem Smartphone per Push-Notification benachrichtigt. Weiters ist es möglich, mittels des Telegram-Bots die erfassten Sensordaten auf dem eigenen Smartphone abzurufen. Die Datenübertragung erfolgt vom LoRa-Modul zum The Things Stack - Gateway (TTS). Vom TTS-Netz wird es mittels MQTT zu Node-Red weitergeleitet. Von Node-Red gibt es dann eine Verbindung zum Telegram-Bot.
English Our project named myHomeLoRa is required to monitor and alert large area properites like a big farm or company. One of the major problems with conventional monitoring systems is, that you need a network connection directly on the sensor modules. This could be a problem because of environmental factors or missing network coverage. This problem is fixed with LoRa. One of the big benefits of LoRa is, that you only need a WiFi connection on the position of the gateway. LoRa can send data several kilometers on the open area.
With the used sensors you can
monitor several of environmental values like the temprature or the humidity. If one of the
values is not in the tolerance range, the user is notificated by a Telegram-Bot. It is also
possible to look up the values manual with the help of the Telegram-Bot. The data-communication
starts with a LoRa module, the LoRa module sends the data to the TTS-Gateway and from the TTS-
Gateway it goes to Node-Red using the network protocoll MQTT. Node-Red sends the data to the
Telegram-Bot.
Diverse Umweltdaten werden mittels unterschiedlicher Sensoren ausgelesen. Diese Daten werden vom LoRa-Modul über das Gateway an das TTS- Network weitergeleitet. Von dort aus werden die Daten an Node-Red übertragen. Mit dem LoRa-Modul können Daten sogar mehrere Kilometer übertragen werden. Durch einen Telegram-Bot findet eine Alarmierung statt. Als Sensor wird der DHT22 Sensor verwendet, welcher Temperatur und Luftfeuchtigkeit messen kann. Über TTS werden diese Daten verwaltet. The Things Stack (TTS) ist ein Unternehmen, welches Teil der LoRa alliance ist. Auf dieser Platform können LoRa-devices und LoRa-Gateways registriert werden. Innerhalb von Klagenfurt stehen folgende Gateways öffentlich zur Verfügung:
Diese öffentlichen Gateways können von jedem verwendet werden, welcher sich in unmittelbarer Entfernung befindet.
Das LoRa-Modul ist das Herz des ganzen Projektes. Es ist für das Einlesen und für das Senden der Daten verantwortlich. Das LoRa-Modul beinhaltet ein Display, welches die ausgelesenen Daten anzeigt. Als Mikrocontroller dient ein ESP32, auf welchen das Programm geladen wird. Weiters hat das LoRa-Modul eine Antenne zur Reichweitensteigerung. Auf dem Display wird die IP-Adresse, die aktuelle Temperatur und Luftfeuchtigkeit, und die aktiven Sensoren angezeigt. Die Sensoren und das LoRa-Modul ist von einem Gehäuse umgeben.
Mit der entwickelten Software wird eine Lösung zur Visualisierung der Monitoring-Daten per Mobiltelefon realisiert. Das Abrufen der einzulesenden Parameter erfolgt über einen Telegram-Bot. Zum Einlesen der empfangenen Daten wird Node-Red verwendet. Die eingelesenen Daten werden über einen Telegram-Bot an den End-User weitergeleitet. Beim Überschreiten der konfigurierten Schwellenwerte wird eine Push-Nachricht an den End-User gesendet.