@Sigfox se va a la orilla del mar

“Resumen ejecutivo

En este proyecto, probamos un dispositivo de seguimiento simple (llamado Sea Trace) que utiliza la comunicación SigFox para comunicar la posición real del GPS de la placa.

Algunas pruebas se han realizado en el mar Adriático entre Italia (cubierto por SigFox) y Croacia (en realidad no cubierto por SigFox) en diferentes condiciones (en un barco, en una tabla de surf simple, …) con el fin de evaluar el rendimiento del Mar Huella prototipo en la playa.

Las actuaciones grabadas muestran:

° la bondad de la idea descrita (en términos de calidad de datos grabados, duración de la batería, …) y
° es factible con el protocolo elegido.

Durante la prueba pudimos recibir mensajes a más de 90 km de la costa italiana.

Introducción

Nuestro objetivo es construir un tablero simple, rentable y de eficiencia energética para localizar varios dispositivos en la costa.

Imagínese que desea localizar su equipo junto al mar durante sus actividades marítimas (como Kyte-surf, surf y más), necesita un pequeño dispositivo lo suficientemente inteligente como para activarse a partir de los movimientos, localizarse mediante GPS y comunicar la posición a un servidor de Internet.

Hardware utilizado

El primer paso en este proyecto fue la elección del hardware, necesitamos comunicación de baja potencia y largo alcance, tal vez sin tener que instalar la red de recepción de mensajes.

Decidimos intentar con el protocolo SigFox para tener:

° comunicación de largo alcance en minutos,
° dispositivo de baja potencia compatible con batería LiPo y panel solar y
° base de eventos en Internet.

Arduino MKRFOX1200

La placa controladora principal está basada en Arduino MKRFOX1200, una de las últimas placas Arduino basadas en el microchip SAMD21 (CPU ARM Cortex-M0 + funcionando hasta 48MHz) más el módulo SigFox ATA8520.

GPS

El GPS es necesario para conocer la posición correcta del tablero en el mar, decidimos utilizar un módulo GPS U-blox NEO-6M, un módulo GPS rápido con alta sensibilidad.

Debido al alto consumo de energía, el módulo GPS puede encenderse y apagarse usando comandos en el firmware MKRFOX1200 para evitar mantener el GPS encendido continuamente.

Acelerómetro

Se agrega un acelerómetro para reconocer el período de trabajo frente al período de sueño o para habilitar políticas especiales de activación.

El acelerómetro seleccionado es el ADXL345 es un pequeño, de baja potencia (1.8V a 3.6V suministro, 25 a 130uA @ 2.5V), alta resolución (13bit resolución +/- 16g), acelerómetro MEMS de tres ejes que utiliza interfaz digital SPI / I2C .

El mismo hardware tiene funciones especiales para detectar actividad, inactividad, toque, doble toque y caída libre (la función se puede asignar a un pin de salida de interrupción).

Batería LIPO

El poder es proporcionado por una batería recargable LiPo NCR18650B 3.7V 3400mAH que le da toda la energía necesaria a la placa, un panel solar se puede agregar para mejorar el rendimiento de la batería o tal vez cambiar la batería con una

La placa estaba activa, enviando un mensaje (localizado a través del envío de mensajes GPS + SigFox) cada 10 minutos o más (tiempo fijo para depuración, puede ser más de 10 minutos debido al tiempo de configuración del GPS), la placa estuvo trabajando durante 141 horas y envíe un total de 785 mensajes (mensaje recibido correctamente de las estaciones de radio SigFox).

Plataforma de software

La plataforma de software necesaria para recibir, limpiar, guardar y analizar los datos grabados está completamente basada en la solución de código abierto, en profundidad:

° la plataforma se realiza utilizando la base Node-RED,
° la base de datos elegida es MySql,
° este análisis se realizó utilizando R.

Todo este software está trabajando en un servidor privado virtual de Linux.

Elaboración de datos

Hicimos alguna otra prueba para verificar la cobertura en el mar Adriático en diferentes condiciones (en un barco, en un barco, en una tabla de kite-surf, …), todos los datos se guardaron en una base de datos para crear el siguiente conjunto de datos.

Todos los puntos registrados se muestran en este mapa, ya que puede ver que hay macro eventos que analizaremos con diferentes gráficos.

De Italia a Croacia

El primer viaje fue realizado por un pequeño barco de Italia a Croacia con el tablero cerca del agua (a menos de 1 metro de distancia del nivel del agua), aquí puedes ver todos los puntos registrados durante el viaje. Tenga en cuenta que Croacia no está cubierto en realidad por SigFox, por lo que todos los mensajes fueron recibidos desde las radios desplegadas en Italia. La idea aquí fue verificar cuánto se recibe la señal SigFox de las antenas italianas.

Para saber cómo las diferentes estaciones (la estación es la que recibe la radio), recibe el mensaje que hicimos y el histograma que muestra la distribución de RSSI (Indicación de la intensidad de la señal recibida) recibida, coloreando las barras con colores diferentes dependiendo de las estaciones receptoras.

Para mostrar cómo cambió el RSSI durante el viaje, proporcionamos otro gráfico.

De Croacia a Italia

Se usó un bote grande para regresar de Croacia a Italia, se puede ver cómo aumenta la distancia de recepción debido a una posición más alta del tablero (alrededor de 5 metros del nivel del mar).

Para las estaciones y RSSI podemos proporcionar los mismos cuadros como antes.

En la costa

Finalmente, probamos el tablero en algunas sesiones de Kite Surfing para tener algunos registros en el caso de uso real.

Los gráficos con estaciones involucradas y RSSi grabados son los siguientes.

Conclusión

El hardware seleccionado funciona bien y nos permite tener una gran cantidad de información sobre las sesiones registradas.

SigFox tiene una cobertura muy amplia en la costa que nos permite utilizar este método de conexión para tener un canal de comunicación eficiente con bajo consumo de energía.”

Fuente: Medium