¿La mejor opción de comunicación para múltiples arduinos?

Mi padre y yo queremos desarrollar un podómetro para medir la actividad de una vaca. La idea es que si puedes medir la actividad de una vaca, puedes detectar cuándo entra en celo. Detectar el celo con sensores nos ayudará a aumentar la probabilidad de elegir el sexo de las crías dependiendo del tiempo de inseminación desde la detección del celo y aumentar las tasas de inseminación ya que no dependemos de los humanos para detectar vacas en celo.

Las opciones comerciales son demasiado caras para nosotros, por lo que hemos decidido desarrollar los sensores nosotros mismos. No tengo experiencia en EE, solo en CS. Acudo a usted en busca de orientación sobre cómo proceder con el proyecto.

Antecedentes del proyecto

Queremos crear un podómetro que se pueda conectar a las patas de una vaca y que funcione con una batería. El podómetro debe poder enviar los datos del acelerómetro a un sistema central para el registro y procesamiento de datos. La distancia máxima a la que puede estar una vaca del sistema central es de 1,5 km. Hay unas 400 vacas. La finca está en un terreno plano y no tiene una línea de visión clara (los árboles bloquean la vista, aunque son solo algunos de ellos). También tenemos una montaña con vista al valle donde está la finca (¿quizás para subir el receptor principal?) VER MAPA DE LA FINCA. Los árboles en verde, los límites de la finca en rojo, el círculo de radio 1,5 con el centro en la casa cubre toda la finca.ingrese la descripción de la imagen aquí

Aquí están las preguntas que tengo, cualquier pregunta sobre la que pueda dar su opinión sería genial.

¿Cómo puedo conseguir un transmisor de largo alcance y baja potencia? Supongo que será de bajo ancho de banda (solo envío de id de sensor, x accel, y accel, z accel)

¿Hay algún sistema disponible que pueda usar para reducir el tiempo de desarrollo?

Al principio estaré haciendo prototipos con Arduino.

Su principal problema será el costo: si necesita un acelerómetro, un transmisor de RF y un Arduino para cada vaca, eso es al menos $ 20,000 (excluyendo baterías, carcasa, correas, etc., lo que fácilmente podría duplicar esa cifra) y un gran mucho trabajo para montarlos todos. Si eso todavía suena bien, este podría ser un buen punto de partida para el lado de RF.
¿Puede colocar la unidad receptora en un abrevadero o en algún otro lugar al que la vaca vaya regularmente? Entonces no necesitará un enlace de RF de largo alcance (que necesitará una batería grande y costará dinero). Usa chispas o semillas para obtener las piezas de un prototipo.
¿Realmente necesita datos en vivo? ¿No podrías hacer que el podómetro mismo hiciera el trabajo de convertir eso en pasos, y solo comunicar eso periódicamente cuando la vaca está cerca de un receptor?
@NickJohnson Es una solución que estoy contemplando. Necesito saber con qué frecuencia pasará una vaca cerca del receptor (cuando está bebiendo agua o siendo ordeñada) y si ese tiempo delta es adecuado para las acciones necesarias para la detección de celo.
@Jon Gracias por la idea, definitivamente es algo que investigaré.
Yo probaría con Lora. Es de baja potencia y largo alcance. De todos modos, ¿por qué planea enviar datos de aceleración mientras necesita la cantidad de pasos?
Veo de dónde vienes porque soy demasiado agricultor y sé cómo hacer esto, pero no de forma inalámbrica.

Respuestas (2)

Según yo, usar moteino con un módulo de acelerómetro como MPU6050 sería suficiente. Un uso fue capaz de obtener un alcance de 1,5 km usando moteinos ( https://lowpowerlab.com/forum/moteino/rfm69hw-driverange-test/ ). Tendrá que decidir la frecuencia de los datos que recibe, por lo que, en consecuencia, el sistema puede pasar al modo de bajo consumo y prolongar la duración de la batería.

Si está buscando dispositivos inalámbricos de largo alcance, consulte estos XBees . Se pueden operar en estrella, malla y otras topologías genéricas que permiten que múltiples dispositivos se comuniquen entre sí y también pueden aumentar el rango en el proceso.

Sobre cómo proceder con la idea, debe seguir el comentario de Nick Johnson. Almacene los datos localmente en cada vaca individual. Coloque sus XBees en lugares estratégicos en el campo. Busque vacas usando sus identificaciones únicas cuando entren en el rango de su XBee. Compruebe si los datos de esta vaca ya se han sincronizado con el servidor central (ubicado en su hogar). Si no, descargue sus datos y envíelos al servidor central. También puede sincronizar datos en la noche cuando las vacas están durmiendo.

Ventajas de seguir este método:

  1. Puede implementar el seguimiento de datos de cada vaca utilizando dispositivos de bajo consumo y BLE. Por lo tanto, la duración de la batería en el dispositivo de cada vaca se extenderá, tal vez una semana.
  2. Solo necesitará unos 10 XBees en todo su campo. Esto le ahorraría un costo enorme si hubiera implementado Xbees en cada vaca.
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