Beste Kommunikationsoption für mehrere Arduinos?

Mein Vater und ich wollen einen Kuhschrittzähler entwickeln, um die Aktivität einer Kuh zu messen. Die Idee ist, dass, wenn Sie die Aktivität einer Kuh messen können, Sie erkennen können, wann sie brünstig wird. Die Erkennung der Brunst mit Sensoren wird uns helfen, die Wahrscheinlichkeit zu erhöhen, das Geschlecht der Nachkommen in Abhängigkeit von der Besamungszeit seit der Brunsterkennung zu wählen, und die Besamungsraten zu erhöhen, da wir uns nicht auf Menschen verlassen, um brünstige Kühe zu erkennen.

Kommerzielle Optionen sind uns zu teuer, deshalb haben wir uns entschieden, die Sensoren selbst zu entwickeln. Ich habe keinen EE-Hintergrund, nur CS. Ich komme zu Ihnen, um Sie zu beraten, wie Sie mit dem Projekt fortfahren können.

Hintergrund des Projekts

Wir wollen einen Schrittzähler entwickeln, der an den Füßen einer Kuh befestigt werden kann und mit einer Batterie betrieben wird. Der Schrittzähler muss in der Lage sein, die Daten des Beschleunigungsmessers zur Datenerfassung und -verarbeitung an ein zentrales System zu senden. Die maximale Entfernung einer Kuh vom Zentralsystem beträgt 1,5 km. Es gibt ungefähr 400 Kühe. Der Hof liegt auf ebenem Grund und hat keine freie Sicht (Bäume versperren die Sicht, obwohl es nur wenige sind). Wir haben auch einen Berg mit Blick auf das Tal, in dem sich die Farm befindet (vielleicht bis zum Hauptempfänger?) SIEHE FARMKARTE. Bäume in Grün, Hofgrenzen Rot, Kreis mit Radius 1,5 mit Mittelpunkt im Haus bedeckt den gesamten Hof.Geben Sie hier die Bildbeschreibung ein

Hier sind die Fragen, die ich habe. Jede Frage, auf die Sie Feedback geben könnten, wäre großartig.

Wie kann ich einen Langstreckensender mit geringer Leistung erreichen? Ich nehme an, es wird eine geringe Bandbreite sein (nur Sensor-ID, x-Beschleunigung, y-Beschleunigung, z-Beschleunigung senden)

Gibt es verfügbare Systeme, mit denen ich die Entwicklungszeit verkürzen kann?

Zuerst werde ich mit Arduino Prototypen erstellen.

Ihr Hauptproblem werden die Kosten sein - wenn Sie für jede Kuh einen Beschleunigungsmesser, einen HF-Sender und ein Arduino benötigen, sind das mindestens 20.000 US-Dollar (ohne Batterien, Gehäuse, Riemen usw., die diese Zahl leicht verdoppeln könnten) und eine Hölle von a viel arbeit, um sie alle zusammenzubauen. Wenn das immer noch ok klingt, könnte dies ein guter Ausgangspunkt für die HF-Seite sein.
Können Sie die Empfängereinheit auf eine Tränke oder einen anderen Ort stellen, den die Kuh regelmäßig aufsucht? Dann benötigen Sie keine HF-Verbindung mit großer Reichweite (die eine große Batterie benötigt und Geld kostet). Verwenden Sie sparkfun oder Seed, um die Teile für einen Prototyp zu erhalten.
Benötigen Sie eigentlich Live-Daten? Könnten Sie nicht den Schrittzähler selbst dazu bringen, dies in Schritte umzuwandeln, und dies nur regelmäßig kommunizieren, wenn sich die Kuh in der Nähe eines Empfängers befindet?
@NickJohnson Es ist eine Lösung, über die ich nachdenke. Ich muss wissen, wie oft eine Kuh in der Nähe des Empfängers vorbeikommt (wenn sie Wasser trinkt oder gemolken wird) und ob diese Deltazeit für die Aktionen geeignet ist, die für die Brunsterkennung erforderlich sind
@Jon Danke für die Idee, es ist definitiv etwas, das ich untersuchen werde.
Ich würde Lora versuchen. Es ist geringe Leistung und große Reichweite. Wie auch immer, warum planen Sie, Beschleunigungsdaten zu senden, während Sie die Anzahl der Schritte benötigen?
Ich sehe, woher Sie kommen, weil ich auch ein Bauer bin, und ich weiß, wie man das macht, nur nicht drahtlos.

Antworten (2)

Meiner Meinung nach würde die Verwendung von Moteino mit Beschleunigungssensormodul wie MPU6050 den Zweck erfüllen. Eine Anwendung konnte mit moteinos ( https://lowpowerlab.com/forum/moteino/rfm69hw-driverange-test/ ) eine Reichweite von 1,5 km erzielen. Sie müssen die Häufigkeit der Daten, die Sie erhalten, festlegen, damit das System entsprechend in den Energiesparmodus wechseln und eine längere Batterielebensdauer bieten kann.

Wenn Sie nach drahtlosen Geräten mit großer Reichweite suchen, sehen Sie sich diese XBees an . Sie können in Stern-, Mesh- und anderen generischen Topologien betrieben werden, die es mehreren Geräten ermöglichen, miteinander zu kommunizieren und dabei auch die Reichweite zu erhöhen.

Wie es mit der Idee weitergeht, sollte man dem Kommentar von Nick Johnson folgen. Speichern Sie die Daten lokal bei jeder einzelnen Kuh. Platzieren Sie Ihre XBees an strategischen Stellen auf dem Spielfeld. Suchen Sie nach Kühen mit ihren eindeutigen IDs, wenn sie in die Reichweite Ihres XBee kommen. Überprüfen Sie, ob die Daten dieser Kuh bereits mit dem zentralen Server (bei Ihnen zu Hause) synchronisiert wurden. Wenn nicht, laden Sie seine Daten herunter und senden Sie sie an den zentralen Server. Sie können Daten auch nachts synchronisieren, wenn die Kühe schlafen.

Vorteile dieser Methode:

  1. Sie können die Datenverfolgung jeder Kuh mit Low-Power-Geräten und BLE implementieren. Daher wird die Batterielebensdauer auf dem Gerät jeder Kuh verlängert, vielleicht um eine Woche.
  2. Sie benötigen nur etwa 10 XBees auf Ihrem gesamten Feld. Dies würde Ihnen enorme Kosten ersparen, wenn Sie Xbees bei jeder Kuh implementiert hätten.
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