COT 協(xié)議棧(SX1280、LoRa 2.4G)在智慧養(yǎng)牛中的應(yīng)用。
針對(duì)前二期的文章《有了這款產(chǎn)品,LoRa 2.4GHz 實(shí)現(xiàn)區(qū)域窄帶物聯(lián)網(wǎng)的逆襲不是問題?》和《COT LoRa 2.4GHz 能傳輸多遠(yuǎn)、定位多準(zhǔn),我們用實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)說話》,大量讀者提出若干問題,現(xiàn)歸納出 3 點(diǎn)進(jìn)行回答:
1. 為什么要超低功耗,現(xiàn)有的 Zigbee 等技術(shù)不是已經(jīng)超低功耗了嗎?
答:在消費(fèi)類及商業(yè)類產(chǎn)品中選用通用廉價(jià)電池是非常重要的,目前市場(chǎng)現(xiàn)有的 2.4G 通訊技術(shù)是使用紐扣電池通訊距離非常近只有十幾米,穿墻后幾乎無法通訊。如果使用紐扣電池需要將發(fā)射脈沖電流控制在 10-35 毫安內(nèi),工作電流控制在 2-5 毫安內(nèi),這樣大量 CR 系列紐扣電池就可以使用,為外觀設(shè)計(jì)、商品化銷售、全球化物流提供了良好基礎(chǔ)。而這樣的發(fā)射電流保證在一棟別墅、一個(gè)廠房、一個(gè)家庭內(nèi)無盲區(qū)覆蓋目前只有 LoRa 2.4G 技術(shù)可以做到。
2. LoRa 2.4G 會(huì)不會(huì)與現(xiàn)有 WIFI 及藍(lán)牙信號(hào)沖突?
答:根據(jù)讀者問題,特意進(jìn)行了異網(wǎng)共存性、同網(wǎng)鄰頻共存性測(cè)試、測(cè)試數(shù)據(jù)見下表。通過下表可見 LoRa 2.4G 異網(wǎng)與 WIFI、藍(lán)牙、Zigbee 的共存性非常好,抗干擾電平高達(dá) 25db,這在實(shí)際項(xiàng)目中幾乎不會(huì)出現(xiàn)這樣的情況。同網(wǎng)鄰頻的隔離度高達(dá) 85db。
同網(wǎng)同鄰頻測(cè)試
3. COT-MV1 模組定位到達(dá)有多準(zhǔn)?
答:COT-MV1 內(nèi)置定位引擎是使用無線電空中飛行時(shí)間+信號(hào)強(qiáng)度+信噪比進(jìn)行定位的。定位精度由錨點(diǎn)密度決定,錨點(diǎn)通常半徑 250 米部署一臺(tái),在錨點(diǎn)半徑 20 米內(nèi)定位精度較差約 5 米左右,錨點(diǎn)半徑 20-250 米定位精度約 2 米左右。
現(xiàn)在回到正題,這一期我們來聊聊智慧養(yǎng)牛:
智慧型養(yǎng)牛是智慧化牧場(chǎng)管理系統(tǒng)的子集,通常涉及以下四個(gè)方面:
(1)、動(dòng)物身份識(shí)別
(2)、體征數(shù)據(jù)上報(bào)
(3)、飼養(yǎng)環(huán)境監(jiān)控
(4)、后端大數(shù)據(jù)分析及工作流協(xié)調(diào)
系統(tǒng)構(gòu)架如下:
動(dòng)物身份識(shí)別&體征數(shù)據(jù)上報(bào)
在牛耳掛物聯(lián)網(wǎng)標(biāo)簽,物聯(lián)網(wǎng)標(biāo)簽采用雙模進(jìn)行工作(模式 1:甚高頻 RFID、模式 2:COT 2.4G),其中
模式 1:解決近場(chǎng)動(dòng)物身份識(shí)別。
模式 2:解決體征狀態(tài)監(jiān)測(cè)及牛定位。實(shí)現(xiàn)日糧自動(dòng)配給、產(chǎn)量統(tǒng)計(jì)分析,疫病監(jiān)測(cè)防控、產(chǎn)品質(zhì)量控制及動(dòng)物溯源追蹤等。
牛耳物聯(lián)網(wǎng)標(biāo)簽
內(nèi)置甚高頻 RFID、陀螺儀、高精度氣壓計(jì)、COT-MV2 模組,電池使用壽命大于 12 個(gè)月(最大可定制為 36 個(gè)月)??梢员O(jiān)測(cè)體征數(shù)據(jù)有:
活動(dòng)量 1:牛行走步數(shù)
活動(dòng)量 2:牛臥姿時(shí)間及牛頭活動(dòng)情況
定位:定位精度 5-15 米
后臺(tái)可繪制出以 X 軸為時(shí)間、Y 軸為活動(dòng)情況的曲線圖,精確的描述牛一天的活動(dòng)范圍、行走步數(shù)、站立時(shí)間、臥姿時(shí)間、臥姿靜止時(shí)間。
可實(shí)現(xiàn)牛 5-15 米精確定位、牛出入欄精度監(jiān)測(cè)、牛站立運(yùn)動(dòng)情況監(jiān)測(cè)、牛臥倒牛頭運(yùn)動(dòng)情況監(jiān)測(cè)。
牛耳物聯(lián)網(wǎng)標(biāo)簽功耗
物聯(lián)網(wǎng)標(biāo)簽周期性休眠喚醒,目前設(shè)定為每 60 秒,工作 50ms。
休眠電流 1uA、工作電流 35mA。
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物聯(lián)網(wǎng)標(biāo)簽每 60 秒采集與發(fā)射一次數(shù)據(jù),與 LoRa 網(wǎng)關(guān)進(jìn)行交互,交互周期 100 毫秒,使用理論壽命大于 1.13 年,保守壽命大于 12 個(gè)月,超長(zhǎng)工作時(shí)間可以定制。
定位錨點(diǎn)
定位錨點(diǎn)采用太陽能供電、太陽能供電、使用壽命大于 5 年;定位精度:<15m,整機(jī)尺寸 220mm*145mm*30mm,IP66 防水等級(jí)完全防止外物侵入,且可完全防止灰塵進(jìn)入,承受猛烈的雨水沖擊或強(qiáng)烈噴水時(shí)不致達(dá)到有害的影響。
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物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān) COT-AP
物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)安裝于牛養(yǎng)殖使用場(chǎng)所、支持 5-36V 供電(可選配太陽能板)、支持 220V 供電及 POE 供電、可外接充電鋰電池電池?cái)嚯姾罂蛇B續(xù)使用 30 天。網(wǎng)關(guān)可以動(dòng)態(tài)接收牧場(chǎng) 2 公里半徑范圍內(nèi)物聯(lián)網(wǎng)標(biāo)簽,具備防碰撞機(jī)制,但臺(tái)最大掃描數(shù)量可達(dá) 5000 個(gè)。
COT-MV1 模組
COT-MV1 模組由 Apollo mcu+SX1280 2.4GHz radio 構(gòu)成,模組長(zhǎng)寬高:18x12x2.7(mm),采用郵票孔封裝,提供了一路 SPI/I2C、一路 UART(最高波特率可達(dá) 921600bps)、一路 SWD 接口(支持 SWIO 調(diào)試)、32 路可編程的通用輸入輸出接口(GPIO)
主要特性
模組引腳分布圖
模組引腳圖(頂視圖)
模塊封裝
推薦鋼網(wǎng)尺寸圖(單位:毫米)
機(jī)械尺寸
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機(jī)械結(jié)構(gòu)尺寸圖(單位:毫米)
COT-MV1 開發(fā)套件
基于 COT-MV1 模組系列開發(fā)套件提供一個(gè)開箱即用的窄帶物聯(lián)網(wǎng)解決方案,可幫助快速、安全地進(jìn)行區(qū)域窄帶物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)品開發(fā)。套件包括 COT-MV1 模塊轉(zhuǎn)接板、開發(fā)底板、單極化天線、圓極化天線、編程器轉(zhuǎn)接板、USB 轉(zhuǎn)串口線各二套及快速應(yīng)用開發(fā) SDK,SDK 內(nèi)置 COT 協(xié)議棧及大量實(shí)用 API 和例程。
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COT-M SDK
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