автономный егерь / лесник

dmitryo
Offline
Зарегистрирован: 30.04.2013

Друзья

хочется сделать устройство работающее автономно (солнечные батареи) и выполняющее следующие основные функции

- мониторинг звука и обнаружение выстрела из ружья на максимально возможном расстоянии от установленного устройства, если возможно сделать так чтобы велась запись и в случае обнаружения выстрела сохранялась его запись на какой-нибудь носитель

- обнаружение пожара в лесу (датчик обранужения дыма)

- сообщение о событиях по смс

возможно ли такое сделать и сколько на ваш взгляд может такое устройство стоить по комплектующим?

 

den1skus
Offline
Зарегистрирован: 28.03.2013

Вы работаете лесником?)

dmitryo
Offline
Зарегистрирован: 30.04.2013

да.  вот хочу подхалтурить и себе и коллегам полезное устройство сделать =))

dmitryo
Offline
Зарегистрирован: 30.04.2013

Вот нашел проект который может пригодиться для обнаружения события - выстрел.

cпектральный анализ звука -  http://arduino.ru/projects/analizator-spektra-zvuka-na-arduino

не знаю насколько это реально обнаружить именно выстрел а не просто громкий звук, но если даже просто нечто бабахнувшее в лесу - уже будет хорошо. для этого понадобится запись звука чтобы можно было прослушать и понять ложное срабатывание или реально эвент

 

Andrey_Y_Ostanovsky
Offline
Зарегистрирован: 03.12.2012

Вам, кроме факта выстрела, хорошо бы еще и азимут получать. Тогда по двум таким станциям... :)

Вот только насчет SMS в лесу - как правило мобильный перестает брать в 7-8 километрах от базовой станции. А вблизи от населенных пунктов - Ваши игрушки быстро соберут заинтересованные лица: солнечную батарею ведь особо не спрячешь...

dmitryo
Offline
Зарегистрирован: 30.04.2013

да sms может и не сработать тогда будем думать на счет варианта послать радио-сообщение на определенной частоте =) ну в общем это не главное пока - можно и просто сохранять данные локально а потом изучать.

прибор придется маскировать - это факт. или опять же приделывать датчик движения к самому прибору и высылать группу быстрого реагирования.

хотелось бы услышать мнение профи - сколько такой аппарат может стоить по оборудованию и время разработки ПО программисту

__Alexander
Offline
Зарегистрирован: 24.10.2012

dmitryo пишет:

да sms может и не сработать тогда будем думать на счет варианта послать радио-сообщение на определенной частоте =) 

Вы быстрее услышите выстрел, чем оно будет передаваться всякими смс-шмэемес. Если это расстояние, на котором не слышен выстрел дробовика, то и радио там ничем не поможет. 

Из практики, всё реализуемо. Только вопрос, кто будет лазать к верхушкам сосен, чтобы закрепить батарею? Т.к. в лесу света нет, это надо "высоко-высоко"... и убирать помет пролетающих птиц...

легче пойти и шмальнуть пару тройку забияк... другие не полезут.

dmitryo
Offline
Зарегистрирован: 30.04.2013

не услышу - территория большая а места интереса расположены на значительных расстояниях друг от друга. cтационарные радиостанции ловят сигнал на большом расстоянии например 45-50км вполне реально.

ну мне значит придется лазать, или искать места на полянках. лес он разный есть места где свет есть. помет я не думаю что это будет такой уж проблемой хотя кто его знает.

шмальнуть забияк - меня скорее посадят чем забияку. за превышение =(

alex_r61
alex_r61 аватар
Offline
Зарегистрирован: 20.06.2012

GSM модем или RF трансивер это устройства с большим потреблением. Солнечная
батарея потребуется большая с буферным аккумулятором.
А вот сеть миниатюрных радиодатчиков с записью событий на флеш
с питанием от литиевой батареи, с временем жизни батареи несколько лет,
это реально. Считывать показания с датчиков можно одним прибором,
находясь в зоне радиодатчика. Прибор будет записывать показания на SD карту и т.д.

paf
Offline
Зарегистрирован: 25.01.2013

Сам живу возле маленькой зеленой заплаточки - Бузулукский бор.  Наличие дорог и большое количество высокопроходимцев авто и хомо превращает слишком быстрыми темпами природу в срач. Выстрелы можно и приглушить. Фиксировать и опознавать имхо нужно авто. Большая железная масса.  Датчики распологать при въездах.  

Видеорегистраторы. Во время запрета на посещения окупят себя за раз! Для лесника, егеря сделать переносной сук- бокс плевое дело! Найти случайно, поставленный егерем регистратор - маловероятно.  К нему необходим для оперативности сигнализатор "поклевки" :)

 Литиевая батарея. Это все хорошо при положительных температурах. Если минус то батарейкам сесть. :(  

dmitryo
Offline
Зарегистрирован: 30.04.2013

В известном месте живете. Читал много научной литературы про растительность в Бузулукском бору =)

По поводу батарей хотите сказать что такой прибор зимой работать не будет?

prometheus
Offline
Зарегистрирован: 31.05.2011

Проверьте - есть ли в вашем лесу GSM сигнал :)

Если есть - хорошо, а если нету придется разворачивать локальную беспроводную сеть по лесу.

Причем это может 2 варианта, либо просто передача данных с датчиков в домик лесника, либо же Mesh-сеть.

В общем, нужно смотреть на радиус охвата сети. Если дальность пару км - можно использовать просто 433/868 Mhz. Например вот железка http://jt5.ru/arduino/colibri/

Если дальность охвата нужна большая - нужно разворачивать Mesh-сеть, передатчиков нужно будет много, но зато они позволят охватить большую зону охвата. Смотрите Zigbee/Xbee/MeshConnect. Например, вот

 

alex_r61
alex_r61 аватар
Offline
Зарегистрирован: 20.06.2012

Литивые батареи в герметичных корпусах на улице работают.

И срок службы производители дают до 5 лет.

Есть недорогие решения, почти в 2 раза дешевле Colibri,

намного меньше по габаритам и экономичнее,

но это выходит за рамки этого форума.

prometheus
Offline
Зарегистрирован: 31.05.2011

alex_r61 пишет:
Есть недорогие решения, почти в 2 раза дешевле Colibri,

намного меньше по габаритам и экономичнее

Можно пример?

Колибри - это не просто RF приемник-передатчик с регулируемой частотой (можно настроить на нужную) и регулируемой выходной мощностью (нужна большая дальность - врубаем на максимум, небольшая дальность - вклучаем по минимому и экономим энергию, не говоря уже за спящий режим, который есть в готовой библиотеке), это еще микроконтролллер c 16 Кбайт памятью и чип с памятью на 4 Mbit. И это все в одном "флаконе"!

Так какие есть аналоги?

По сути это Ардуино Мини + RF трансивер.

Обзорчик можно почитать туточки http://habrahabr.ru/post/164215/

alex_r61
alex_r61 аватар
Offline
Зарегистрирован: 20.06.2012

Это решения от TI на базе SoC CC430, мк 16 бит и трансивер CC1101 в одном чипе.

Выпускаются модули TE-CC430F51 на базе CC430F5137, 32К флеш, 4К SRAM, RTC и т.д.

Программируемая мощность, режим Wake On Radio и т.д.

Есть ещё RFBee, но потребляют больше, а стоят дороже.

dmitryo
Offline
Зарегистрирован: 30.04.2013

Давайте исходить из таких условий. Cотовая связь не работает.

Домик лесника ->   10 км леса ->  1) браконьер незаконно стреляет в лесу или 2) место где начался пожар

Если предположить что максимальное расстояние на котором наше устройство может обнаружить выстрел 2км и максимальное расстояние на котором устройства могут взаимодействовать друг с другом и передавать данные в домик лесника то нужно будет установить 4 устройства

Домик лесника -> 2км -> Устройство1 -> 2км -> Устройство2 -> 2км -> Устройство3 -> 2км -> Устройство4

таким образом самая дальняя точка интереса на растоянии 10км находится в зоне отслеживания.

При обнаружении выстрела хочется чтобы это событие попало на пульт слежения у лесника в его домике =) Он ленивый зараза и бегать по лесу лишний раз не хочет. При обнаружении события он бы очень хотел еще и прослушать запись - вдруг это ложное срабатывание. При обнаружении дыма он побежит галопом.

Вот такое вот на данный момент тех задание. Дальше мне нужна помощь в подборе оборудования для Устройства. И советы с чего начать =)

 

prometheus
Offline
Зарегистрирован: 31.05.2011

alex_r61 пишет:

Это решения от TI на базе SoC CC430, мк 16 бит и трансивер CC1101 в одном чипе.

Выпускаются модули TE-CC430F51 на базе CC430F5137, 32К флеш, 4К SRAM, RTC и т.д.

Пример неплохой, но он - встраиваемый, для его использования, как минимум нужно сделать базовую платку, хотя бы для того, чтобы разъемы поставить и антенну прицепить. Колибри, в этом смысле самостоятельное целое, не говоря за программирование и готовую либу для использования.

 Преимущество TE-CC430F51 перед колибри - только в шифровании. Зато чувствительность приемника у Колибри выше.

prometheus
Offline
Зарегистрирован: 31.05.2011

dmitryo пишет:

Давайте исходить из таких условий. Cотовая связь не работает.

Домик лесника -> 2км -> Устройство1 -> 2км -> Устройство2 -> 2км -> Устройство3 -> 2км -> Устройство4

Тогда, однозначно - Mesh-сеть.

dmitryo
Offline
Зарегистрирован: 30.04.2013

prometheus пишет:

Тогда, однозначно - Mesh-сеть.

 

 

Line of Sight Range: 13000 ft

это 4км

хорошо допустим выбрали этот девайс - он именно для связи между устройствами и для обмена и передачи информации по цепочке в домик лесника?

стоит ли проектировать всю систему cразу целиком или имеет смысл сразу сходу делать 2 устройства и тестировать связь и передачу данных?

что посоветуете для питания устройства? для сэмплинга звука? для записи звукового ролика на диск?

dmitryo
Offline
Зарегистрирован: 30.04.2013

По одной из ссылок нашел пример таких датчиков для определения пожаров в лесах, чтоб не потерять тут оставлю ссылку

http://www.libelium.com/wireless_sensor_networks_to_detec_forest_fires/

 

prometheus
Offline
Зарегистрирован: 31.05.2011

dmitryo пишет:
хорошо допустим выбрали этот девайс - он именно для связи между устройствами и для обмена и передачи информации по цепочке в домик лесника?

да, это только для передачи данных.

кстати, в этих модулях можно передавать и звук. это на тот случай, если захотите обработкой звука заниматься централизованно, а не на месте.

в принципе, если обработка звука на месте не нужна, можно ограничиться только модулем, пины на нем ведь тоже есть.

 

dmitryo пишет:
стоит ли проектировать всю систему cразу целиком или имеет смысл сразу сходу делать 2 устройства и тестировать связь и передачу данных?

Лучше тестируйте ваше ПО на 3 модулях, чтоб можно было имитировать Mesh-сеть

dmitryo пишет:
что посоветуете для питания устройства? для сэмплинга звука? для записи звукового ролика на диск?

Сперва  нужно определиться практическим путем с энергопотреблением 1 такого устройства. Уже зная этот параметр можно расчитать объем батареи необходимый для работы устройства, допустим на 1 сезон.

Насчет обработки звука не подскажу, такими вещами я не занимался.

 

dmitryo
Offline
Зарегистрирован: 30.04.2013

prometheus пишет:

да, это только для передачи данных.

ну мне для начала хотя бы понять простую вещь.  вот это устройство - оно ведь не самостоятельное? это некое расширение для ардуино?

и еще, если я правильно понял то чтобы запрограммировать этот девайс понадобится девелопер-кит за 400 долларов http://ru.mouser.com/Search/ProductDetail.aspx?qs=HXayfqKFfDVrjnppwpRDbw%3d%3d   или я не прав?

prometheus
Offline
Зарегистрирован: 31.05.2011

dmitryo пишет:
ну мне для начала хотя бы понять простую вещь.  вот это устройство - оно ведь не самостоятельное? это некое расширение для ардуино?

Этот модуль (ZICM357P2 и тому подобные) может использоваться самостоятельно - по сути это Cortex-M3, пишите нужную прошивку и загружаете ее.

Также этот модуль может быть использован совместно, например с Ардуино. Для коммуникации у него имеются интерфейсы SPI, UART.

 

dmitryo пишет:
и еще, если я правильно понял то чтобы запрограммировать этот девайс понадобится девелопер-кит за 400 долларов http://ru.mouser.com/Search/ProductDetail.aspx?qs=HXayfqKFfDVrjnppwpRDbw%3d%3d   или я не прав?

Ну это не только чтобы запрограммировать, а чтобы отладить. Там должен идти еще и сниффер.

В принципе, вы можете прицениться и к другим производителям - Xbee, Zigbee... Но там тоже свои отладочные платы.

 

alex_r61
alex_r61 аватар
Offline
Зарегистрирован: 20.06.2012

prometheus пишет:

Пример неплохой, но он - встраиваемый, для его использования, как минимум нужно сделать базовую платку...

И что сложного?

leshak
Offline
Зарегистрирован: 29.09.2011

Расчетов, конечно, не проводил, но что-то меня гложет сомнения по поводу автономности. Передатчик - ладно, можно включать только если "что-то случилось", а вот "писать звук", постоянно анализировать....

IMHO тут нужно думать в сторону чувствительных микрофонов и раструбов .

Думаю можно будет чувствительно до 10 км. догнать. И узконаправленность сделать.

Строить, прямо на базе, вышку наблюдательную (или, если ветры позволяют - аэростат).

Если все-таки хочется строить сеть датчиков (честно говоря, боюсь представить во что это по деньгами может выйти), то еще можно не событие регистрировать, а реакцию на него. Животных. Отклонения от естественного поведения.

GPS-сы - кто то резко ускорился (опять-таки если вдруг в каком-то квадрате все рванули - что-то там не то). Кто-то свалил с насиженного гнезда. Кто-то ночной, вдруг покинул свою нычку и т.п. (думаю вам, как леснику, виднее)

Или наоборот. Следить за "нормальным звуковым фоном леса". Думаю после выстрела - все резко затихает. На минуты. А значит можно на более длительное время угонять контроллер в сон. А не ловить сам выстрел, который краткий.

Или банально - занятся дрессурой :)  Голуби/попугаи/ежики боевые и т.п. Типа "выстрел" означает "на базе кормежка". С какого квадрата питомцы прискакали - там и барагозит кто-то :)

Вообщем понятно, что все это "немного утопично", но подумать над не техническими вариантами - стоит.

 

 

 

leshak
Offline
Зарегистрирован: 29.09.2011

А еще, возможно, стоит подумать над тем не как "сделать датчики", а "сделать имитацию датчиков". Так что-бы всем понятно было что "этот лес охраняется боевыми роботами". 

Поставить таблички, типа "лес контролируется системой Хрум-Друм", повесить пару железок с диодами, договорится с подставными что-бы слух пустили что их "быстро запеленговали и заставили штрафы платить немерянные" и т.п.

alex_r61
alex_r61 аватар
Offline
Зарегистрирован: 20.06.2012

leshak пишет:

Поставить таблички, типа "лес контролируется системой Хрум-Друм", повесить пару железок с диодами, договорится с подставными что-бы слух пустили что их "быстро запеленговали и заставили штрафы платить немерянные" и т.п.

Или ещё проще: арендовать у америкосов парочку дронов:)

Они будут чётко реагировать на выстрелы, запуская туда ракеты.

После того как они уничтожат пару-тройку нарушителей и слухи не надо 

будет пускать.

dmitryo
Offline
Зарегистрирован: 30.04.2013
dmitryo
Offline
Зарегистрирован: 30.04.2013

Не могу понять на какую дальность будет работать Colibri ?

dmitryo
Offline
Зарегистрирован: 30.04.2013

Отличное видео создания системы датчиков для обнаружения пожаров в лесу

 

http://www.youtube.com/watch?v=aRoekXi5EvA

 

Но посмотрев стало страшно - как-то все очень сложно.... ((((

dmitryo
Offline
Зарегистрирован: 30.04.2013

Немного теории о физике выстрела и о звуковых волнах

http://army.lv/ru/Tihiy-vistrel/2724/4648/2

Теория о звуковых волнах

http://www.edu.delfa.net/CONSP/meh19.html

http://www.ngpedia.ru/id569323p1.html

Измерительное обурудование для анализа звуковых сигналов

http://www.otsema.ru/muz_oborudovanie/izmeritelnoe_oborudovanie.php

 

dmitryo
Offline
Зарегистрирован: 30.04.2013

 

 

Коллеги прокомментируйте где что на нижеприведенной схеме и картинке

 

 

 

 

 

 

 

dmitryo
Offline
Зарегистрирован: 30.04.2013

Решил начать с выбора собственно платы ардуино и микрофона, далее хочу закодировать примерно то что описано в статье про спектральный анализ звука.

Cделал вывод что для меня вполне подойдет рекомендуемая последняя версия контроллера Leonardo. Почему собственно нет ))

Если я хочу сделать возможным запись звука в режиме реально времени (при обнаружении выстрела) насколько я понял мне понадобятся платы расширений Music Shield V2 а также SD Card Shield v4. Поправьте если я не прав.

Потом ко всему этому нужно будет еще присобачить девайс для передачи сообщения в дом лесника и возможно по запросу закачать в дом лесника звуковой файлик.

По слову "микрофон" выдает 2 девайса микрофон и частотный анализатор звука. Что за зверь такой этот частотный анализатор нужен он мне или нет?

a5021
Offline
Зарегистрирован: 07.07.2013

Вы бы все же насчет распространения 433мгц в условиях густой растительности выяснили сначала. Не ровен час, там вообще с сетью проблема будет.

Клапауций
Offline
Зарегистрирован: 10.02.2013

alex_r61 пишет:

Или ещё проще: арендовать у америкосов парочку дронов:)

Они будут чётко реагировать на выстрелы, запуская туда ракеты.

После того как они уничтожат пару-тройку нарушителей и слухи не надо 

будет пускать.

я бы тупо лес заминировал - нехрен шляться человекам по заповеднику

dmitryo
Offline
Зарегистрирован: 30.04.2013

я пока делаю одно устройство на котором отработаю анализ звука, запись аудио-файла на флэшку и тп

по поводу связи мысли такие - устанавливать устройства буду по максимуму высоко и постараюсь сделачь чтобы устройства были в таких местах где помехи от леса будут минимизированы. на просеках, на линиях электропередач и тп.

выбирать топологию сети и строить сеть буду когда уже будет готова часть собственно делающая основную задачу - отслеживание выстрела

dmitryo
Offline
Зарегистрирован: 30.04.2013

Технические характеристики микрофонов

http://www.znaytovar.ru/new2225.html

Усиление звуковой частоты

http://www.znaytovar.ru/new2220.html

 

Probelzaelo
Offline
Зарегистрирован: 15.04.2011

alex_r61 пишет:

Литивые батареи в герметичных корпусах на улице работают.

мне что то подсказывает что в ночное время все охотники или пьют или спят... а в остальное время есть солнечный свет, значит работают солнечные модули, для ардуинки нужно очень и очень не много...

Tomasina
Tomasina аватар
Offline
Зарегистрирован: 09.03.2013

В лесу много света не бывает.

Вы уверены что слабенький проц ардуинки сможет отличить звук выстрела от крика птицы? В спектре они довольно схожи.

Probelzaelo
Offline
Зарегистрирован: 15.04.2011

Tomasina пишет:

В лесу много света не бывает.

Вы уверены что слабенький проц ардуинки сможет отличить звук выстрела от крика птицы? В спектре они довольно схожи.

если не справится тогда задача не для темы этого форума ))) но среди ардуинообразных есть например PINGUINO PIC32MX795F512 80MHz и другие вполне с не слабыми процессорами.

ALEXHEX
Offline
Зарегистрирован: 12.12.2013

для передачи данных по радио частоте иногда хватает 100мВт. Вопрос  в качестве передачи, но для передачи сигнала сигнализации подойдёт технология "медленного телеграфа". Я ловил сигнал ночью от любительского радиомаячка, расположение его было 1800 км. Передавал сигнал Морзе, на ДВ, тире - 45 секунд, точка около - 20.
Из Италии сигнал приходил, владельца помогли найти, у него маячёк на 50мВт был рассчитан и антенна обычная - проволоки 2 метра.  

Probelzaelo
Offline
Зарегистрирован: 15.04.2011

У радиолюбителей(спортсменов) издавна есть такое направление, дальняя связь минимальной мощностью - QRP ( Специально для работы QRP в любительских диапазонах приняты частоты: 1843, 3560, 7030, 10106, 14060, 21060, 28060 кГц (телеграф), 3690, 7090, 14285, 21285, 28360 кГц (телефон).) кстати пока, зафиксирован минимум:

"2 января 2005 г. американец Билл Типпет (Bill Tippett, W4ZV) принял сигнал радиомаяка N2XE на расстоянии 546,8 миль. Мощность маяка составляла всего 0,0000406 Вт, что дало 13 467 980 миль на ватт"

Angbor
Angbor аватар
Offline
Зарегистрирован: 26.10.2015

и чем же дело кончилось?

xDriver
xDriver аватар
Offline
Зарегистрирован: 14.08.2015

Angbor пишет:

и чем же дело кончилось?

Видимо человек поменял работу :)