使用Helium網(wǎng)絡(luò)的冷鏈物流監(jiān)控

描述

冷鏈?zhǔn)菧囟瓤刂频墓?yīng)鏈。它用于保存和延長和確保產(chǎn)品的保質(zhì)期，例如新鮮農(nóng)產(chǎn)品、冷凍食品、化學(xué)品和藥品。

就醫(yī)藥產(chǎn)品而言，冷鏈的作用是維持疫苗的效力。因此，貨物的實(shí)時(shí)監(jiān)控對于貨物的質(zhì)量保證至關(guān)重要。

解決方案

我使用 Helium 開發(fā)人員工具包構(gòu)建了一個(gè)系統(tǒng)，該工具包連接到 Helium 網(wǎng)絡(luò)，具有以下功能：

• 溫度、濕度和壓力監(jiān)測。
• 車輛跟蹤。（位置、速度和路線）
• 當(dāng)溫度不在所需窗口內(nèi)時(shí)發(fā)送警報(bào)。
• 門禁控制。
• 計(jì)算車輛的總空閑時(shí)間并在超過閾值時(shí)發(fā)送警報(bào)。

記錄數(shù)據(jù)的安全性對于證明鏈的有效性至關(guān)重要。因此，我在 Helium 設(shè)備上構(gòu)建了我的解決方案，這些設(shè)備是硬件保護(hù)的，以保護(hù)來自 900 MHz 頻譜的流量。這意味著安全性是內(nèi)置的，因?yàn)槭褂镁W(wǎng)絡(luò)的設(shè)備在芯片級具有 AES 私鑰加密。

由于該解決方案基于 LoRaWAN，它還提供更長的電池壽命和更高的穿透性，這在將節(jié)點(diǎn)放置在冷鏈運(yùn)輸中常見的冷藏車內(nèi)時(shí)可能會(huì)用到。

硬件

該原型是使用 Helium Developer 套件構(gòu)建的，其中包含：

• LoRaWAN 開發(fā)板 - B-L072Z-LRWAN1
• 傳感器擴(kuò)展板 - X-NUCLEO-IKS01A3
• GNSS 擴(kuò)展板 - X-NUCLEO-GNSS1A1

Helium 開發(fā)套件 + X-NUCLEO-GNSS1A1 擴(kuò)展板

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建立一個(gè) DIY 氦熱點(diǎn)

由于我來自印度并且這里還沒有 Helium 網(wǎng)絡(luò)覆蓋，我決定使用以下方法構(gòu)建自己的 Helium 熱點(diǎn)：

DIY氦熱點(diǎn)

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我的Github 存儲(chǔ)庫包含使用 BalenaOS 設(shè)置您自己的 DIY Helium Hotspot 的所有說明。

從 myDevices Cayenne 設(shè)置警報(bào)

Cayenne 入門非常簡單，它可以幫助我們快速制作項(xiàng)目原型。您可以從這個(gè)Helium 文檔頁面找到如何將您的設(shè)備連接到 myDevices 。

myDevices Cayenne 儀表板

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我已經(jīng)使用 myDevices Cayenne 設(shè)置了一個(gè)警報(bào)系統(tǒng)，如果貨物的溫度不再保持在特定溫度窗口內(nèi)，我會(huì)發(fā)送電子郵件。當(dāng)我系統(tǒng)中的溫度警報(bào)標(biāo)志設(shè)置為 1 時(shí)，我將收到來自 Cayenne 系統(tǒng)的電子郵件。

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使用 MAPBOX 進(jìn)行實(shí)時(shí)資產(chǎn)跟蹤

由于 myDevices Cayenne 中的資產(chǎn)跟蹤選項(xiàng)非常有限且缺乏可定制性，我決定使用 MAPBOX 構(gòu)建我的解決方案，這是一個(gè)用于定制設(shè)計(jì)地圖的開源地圖平臺。

對于任何資產(chǎn)跟蹤應(yīng)用程序，我們需要四個(gè)主要組件：

圖片來源：https://miro.medium.com/max/875/1*-RpbQbCxUnbd5Z9iJzZjyA.png

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• 位置更新 - 由終端節(jié)點(diǎn)通過 Helium 網(wǎng)絡(luò)提供。
• 流處理器 - Pipedream
• 數(shù)據(jù)庫 - Google 表格（盡管 google 表格并不是真正的數(shù)據(jù)庫，但它在這里僅用于原型）
• 地圖 - 使用 Mapbox 設(shè)計(jì)

創(chuàng)建資產(chǎn)跟蹤地圖

• 首先，按照Evan Diewald的這個(gè)項(xiàng)目中的這些簡單說明，將您的設(shè)備數(shù)據(jù)放入您的 Google 表格中。
• 現(xiàn)在將谷歌表格的共享設(shè)置更改為“知道鏈接的任何人都可以查看”。
• 我們將需要以下格式的 google sheet URL：

https://docs.google.com/spreadsheets/d/{sheet_ID}/gviz/tq?tqx=out:csv&sheet={sheet_name}

• 將 {sheet_ID} 字段替換為您的 google sheet URL 中突出顯示的部分，如下例所示：

突出顯示的區(qū)域是您的 google sheet_ID

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• 將 {sheet_name} 字段替換為您的工作表名稱，該名稱可以在工作表底部找到，如下所示：

如果您在工作表名稱默認(rèn)為“Sheet1”之前尚未對其進(jìn)行編輯

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• 將 URL 替換為修改后的 URL，以將您的工作表連接到地圖。

$(document).ready(function () {
$.ajax({
type: "GET",
//YOUR TURN: Replace with csv export link
url: '',
dataType: "text",
success: function (csvData) { makeGeoJSON(csvData); }
});

• 創(chuàng)建一個(gè)Mapbox賬戶并從賬戶頁面復(fù)制賬戶令牌并將其插入到代碼中，如下所示：

mapboxgl.accessToken = '';

• 最后，添加所需的 Mapbox 樣式 URL，可在此處找到。

style: "",

• Github 是一種托管包含我們地圖的網(wǎng)頁的簡單方法。
• 使用名為 index.html 的新文件創(chuàng)建一個(gè)新的 Github 存儲(chǔ)庫，并將地圖 HTML 代碼插入其中。
• 在您的存儲(chǔ)庫設(shè)置中啟用 GitHub 頁面，您可以從存儲(chǔ)庫中找到您的網(wǎng)頁 URL。
• 托管您的頁面可能需要一些時(shí)間。

而已！你有一個(gè)冷鏈監(jiān)控系統(tǒng)的原型。以此為基礎(chǔ)項(xiàng)目，您可以對其進(jìn)行修改以使用各種應(yīng)用程序，例如您自己的自行車跟蹤設(shè)備，可能性是無窮無盡的！

• 你可以在這里查看我的地圖。由于沒有覆蓋范圍，我無法帶著我的設(shè)備四處走動(dòng)，所以我在我的谷歌表格中手動(dòng)添加了隨機(jī) GPS 位置來測試我的資產(chǎn)跟蹤功能。

紅色表示溫度不在所需的窗口內(nèi)。

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藍(lán)色表示溫度保持在所需范圍內(nèi)。

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帶有卡車圖標(biāo)的地圖。

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一些失敗的實(shí)驗(yàn)

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最初，我開始使用SparkFun LoRa Gateway 1-Channel來設(shè)置單通道網(wǎng)關(guān)，因?yàn)樗鼈兪强捎糜陂_始探索 LoRa 世界的低成本設(shè)備。

當(dāng)我嘗試將數(shù)據(jù)包路由到 Raspberry Pi 4 上運(yùn)行礦工時(shí)，礦工顯示以下錯(cuò)誤：

來自礦工命令行的錯(cuò)誤。

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我認(rèn)為這可能是由于 UDP 數(shù)據(jù)報(bào)的格式不匹配。

社區(qū)為解決此問題提供的任何幫助將不勝感激。

我遇到了很多問題，因?yàn)闆]有用于使用單通道網(wǎng)關(guān)的適當(dāng)文檔，因?yàn)椴唤ㄗh使用它們，因?yàn)樗鼈儾环?LoRaWAN 標(biāo)準(zhǔn)。所以最后我開始使用 RAK2245 和 RaspberryPi 4 設(shè)置我的網(wǎng)關(guān)+礦工。

筆記

不幸的是，我的 DIY 熱點(diǎn)停止工作（其他社區(qū)成員也發(fā)生了這種情況，他們在 Raspberrypi 4 上設(shè)置了熱點(diǎn)），我目前無法使用下行鏈路消息測試我的門控功能。一旦我的熱點(diǎn)重新啟動(dòng)并運(yùn)行，我肯定會(huì)在這里更新我的項(xiàng)目日志。