Система мониторинга температуры и влажности в складских помещениях

Многие виды товаров чувствительны к условиям хранения – в частности, к температуре и влажности в помещении. К таковым относятся пищевые продукты, лекарства, косметика, некоторые промышленные материалы, батареи и различная электроника, музыкальные инструменты и многое другое. При неправильном хранении у таких товаров сокращается срок годности, снижается качество, а некоторые могут даже стать опасными – химикаты, лекарства, консервы, газовые баллоны.

Чтобы избежать порчи товаров, владельцам складов необходимо поддерживать в них оптимальные условия хранения и получать информацию о различных параметрах в помещении с минимальной задержкой. В этом могут помочь современные системы Интернета вещей.

В КЕДР Solutions обратился представитель компании, занимающейся сельским хозяйством, с просьбой разработать простое и экономичное решение для мониторинга температуры и влажности в складских помещениях. Система должна собирать данные с датчиков, устанавливаемых на складе, и в режиме реального времени передавать информацию на мобильное приложение. В случае нарушения температурного режима или уровня влажности система должна сигнализировать о проблеме.

Команда спроектировала систему Интернета вещей, которая считывает показатели с датчиков ZigBee и через хаб отправляет их на облачный сервер. Там данные обрабатываются и передаются на мобильное приложение. Последнее не только выводит информацию для пользователей, но и позволяет подключать устройства к системе и отключать их.

В качестве датчиков в данном проекте было решено использовать готовые устройства с поддержкой ZigBee. Их диапазон измерений температуры составляет от -40℃ до +70℃, а диапазон измерения влажности – от 0 до 99,9%. Устройства могут питаться как от литий-ионных батарей, так и от внешнего источника питания.

Для передачи данных с датчиков на облачный сервер команде требовалось разработать центральный шлюз (хаб). Поскольку заказчик намеревался использовать систему для собственных нужд и хотел максимально сократить расходы на разработку, мы предложили использовать в качестве хаба одноплатные компьютеры Raspberry Pi 3 и 4. Вычислительной мощности этих устройств более чем достаточно даже с учетом запланированного на будущее расширения функционала системы.

Устройство собирает данные с подключенных к нему датчиков и отправляет их на облачный сервер по протоколу HTTPS. При включении хаб переходит в режим сопряжения, что позволяет мобильному приложению подключиться к нему по BLE и настроить на нем доступ в интернет. Затем хаб автоматически привязывается к аккаунту пользователя в облаке, таким образом подключаясь к системе.

Для обработки поступающих на сервер данных и настройки системы команда разработала облачное приложение. Оно выполняет несколько функций.

Наконец, облачное приложение позволяет к каждому датчику прописать комментарий с указанием дополнительной информации, в частности, о его местоположении на складе, модели и т.п. Просмотреть эту информацию можно в мобильном приложении, в том числе при получении уведомлений (кнопка “Подробнее”).

Для вывода информации мы создали кроссплатформенное мобильное приложение, поддерживающее Android и iOS.

Программа позволяет подключать и отключать датчики. Для этого нужно перевести датчик в режим сопряжения и через приложение отсканировать QR-код на устройстве. Далее данные передаются на хаб, и тот подключает соответствующий датчик к сети.

На главном экране пользователь видит список всех подключенных складов – если в системе зарегистрировано несколько помещений – и их средние показатели температуры и влажности в режиме реального времени. Можно также зайти в меню каждого склада и увидеть соответствующие показатели от всех датчиков в помещении, установленные диапазоны значений, а также уровень заряда аккумуляторов.

Когда измерения датчиков выходят за установленные пределы, на приложение приходят соответствующие уведомления.

Наконец, в приложении можно просматривать актуальную статистику в виде графиков.

Разработанное командой КЕДР Solutions решение состоит из датчиков для измерения температуры и влажности, центрального шлюза, а также облачного приложения для настройки системы и мобильного приложения, куда данные выводятся в режиме реального времени. Система позволяет мониторить показатели и получать автоматические уведомления, если они выходят за установленные диапазоны значений.

Аналогичные системы мониторинга температуры и влажности могут использоваться не только в сельском хозяйстве, но и на любых предприятиях, продукция которых требует поддержания определенного температурного режима и уровня влажности.

В будущем заказчик планирует расширить функционал системы, чтобы она позволяла автоматически (с помощью задаваемых сценариев) или вручную (при помощи приложения) управлять подсистемами климат-контроля на складе.

Бюджет проекта составил 13 000 000 рублей, срок реализации 5 месяцев.