如何在巷道内实现 100 台传感器数据采集？

2020-07-09 13:48:24 +08:00
 dangyuluo

最近我家有这么一个需求，请大家帮我 brainstorm 一下。

假设有一条 1000m 长并且有弯曲的巷道，在地下负 500 米处。巷道内每隔 10 米有一盏灯，共 100 盏灯。灯之间都是并联，受同一开关控制。但是由于灯泡可能老化坏掉，因此其中某几个灯泡不一定会亮，这种情况非常危险。

为了保证工人安全，在灯亮起后，需要在一分钟之内获得每个灯泡的工作情况，如果有任何灯泡坏掉就不能继续作业。

我的设想是，在每盏灯上加装一个电流传感器，采集电流数据判断。因为灯泡坏掉就是灯丝熔断，不可能短路，因此电流为 0 时就可以判定该灯泡坏掉了。

问题是，在一个 1000m 长的巷道内，如何采集 100 个传感器的信号。

  1. 最笨的方法是在巷道的一端架设一台大交换机，然后接 100 根网线到每个灯上，用树莓派进行采集。但是这个方案无法扩展，而且布线困难。

  2. 我能想到的办法是在巷道内布置一些 AP，实现 Wifi 覆盖，然后用支持 MQTT 的智能灯泡连接。在服务端通过 MQTT 查询每个灯泡的工作情况。

  3. 可以使用 Zigbee 来控制灯泡，不过不知道是否支持 100 个节点的链

请问大家还有更好的办法么？谢谢！

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104 条回复
whileFalse
2020-07-09 13:56:39 +08:00
LZ 这是要干大事儿啊。
rabbbit
2020-07-09 13:57:14 +08:00
矿井?
看看矿下的人员定位用的啥设备,可能已经有 wifi 之类的了.
布线也没啥的, 矿下摄像头也一样都是用的线.
lsylsy2
2020-07-09 13:59:41 +08:00
智能家居不适合工业环境，你应该去看看单片机、RS485 那一套。
kruskal
2020-07-09 14:00:05 +08:00
家里有矿？
vmebeh
2020-07-09 14:00:48 +08:00
上防爆灯
专业的让专业的来
gamexg
2020-07-09 14:01:17 +08:00
记得路灯上是有现成的方案，
用的电力通信
woodensail
2020-07-09 14:02:32 +08:00
额，感觉最省成本的方式是从单片机拖一千根线出去，然后一根一根扫就是。担任 1 千根确实多了点。
那就上扫描码，35*35，一共 70 根线就够。
还是有点多，那就上 6 转 64 译码器。一共两个，那 12 个控制针脚就够了。
lsylsy2
2020-07-09 14:06:16 +08:00
光敏传感器连接单片机发送数据，或者暴力一些直接接继电器，当亮度不够时通电点亮警告灯，一个点应该 10RMB 以内可以解决。可靠性不会比本来也只设计家用级别的树莓派差，还可以每个灯配两个传感器
lsylsy2
2020-07-09 14:07:32 +08:00
不要小看家用路由器之类产品上面的“仅供室内使用”标签，出了故障出了事故这就是你监管不力不符合标准的罪证
woodensail
2020-07-09 14:13:47 +08:00
首先 12 个针脚分两 a/b 两组组，每组接一个 6/64 译码器。此时你得到 a1-a64,b1-b64 共 128 根线，你可以控制其中任何一个为高电平。
然后 a1 线串上 1-64，a2 线串上 65-128 依次内托。b1 线串上 64n+1 （也就是 1,65,129...）,b2 串 64n+2 。这些线一共可以接 4096 个监控原件。
最后你还需要一根回，把所有灯泡并联上去，大功告成。

工作的时候，就是每次先 a1-a64 扫描一遍，然后 b1-b64 扫描一遍。假设编号 500 的等坏了。那么你就会发现 a8,b53 两个信号有异常。
kop1989
2020-07-09 14:14:45 +08:00
如果脱离生产环境，只讨论理论可能的话。是不是可以通过总功率来判断？
假设 100 盏灯，每盏灯 10w 功率，那么正常功率消耗应该就是一个固定的值（不是 1000w，因为有线路损耗啥的）。
如果某一次测得总功率比额定功率变化超过了+-10w 的范围，那么必然是有一个或以上灯泡损坏（短路、开路都可以覆盖）。
gamexg
2020-07-09 14:14:57 +08:00
lora 也是一个选择，通信距离是千米级别
woodensail
2020-07-09 14:17:37 +08:00
不对，我突然发现，没必要分 ab 两组，直接把译码器拉出来的线分两组就行。32*32,1024 个也够你用了。
这样 6 个控制针脚加 1 个用来接回线的输入针脚就够
Xusually
2020-07-09 14:20:43 +08:00
这些灯泡专用一路电，电力线通信（ PLC ），应该是有现成的方案
Exin
2020-07-09 14:23:40 +08:00
如果线路是专门为所有灯泡供电的话，在线路上测总电流就行了吧
takemeaway
2020-07-09 14:25:03 +08:00
这个时候，激光通信的作用就来了。
每个灯泡上集成激光通信模块，互相连接，中间有故障灯马上可以知道。
b7ur
2020-07-09 14:26:08 +08:00
那这么复杂，如果电泡坏了，就由单片机发出坏的信号。100 个灯泡由单片机检测一遍，然后发回正作状态就可以了，要么布线，要么无线（ lora 不一定能在矿下工作，lora 需要基站的）
interim
2020-07-09 14:29:07 +08:00
可以尝试了解 zigbee 组网，只要不是节点连续掉了好几个，都能自组网回来，完全可以容纳 100 个，就是不知道你这个巷道弯曲程度对信号的影响，还是需要实际测试下。
lx0758
2020-07-09 15:07:20 +08:00
要不试试底层一点的, IIC 协议
PopRain
2020-07-09 15:08:17 +08:00
应该有工业总线去解决吧，没有听说过谁给每个灯泡都拉一根网线。。。。。或者，这个速率没有要求，用之前的同轴电缆总线网络结构也可以，一根同轴电缆就可以了

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