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【MakerPRO研究會】環境感測器應用挑戰與多功能Gateway

作者:胡均綸

10/31的《MakerPRO 研究會》邀請 Jerry 以及 Edmund ,分享關於環境感測器技術的應用和多重邏輯判斷的多功能 Gateway。

環境感測器技術的應用與挑戰

環境感測器 (environmental sensor)是這陣子社群裡經常提到的關鍵字之一,Jerry 首先將環境監控分為四個主要的感測器,分別是RH/T(溫濕度)、VOC(揮發性有機氣體)、CO2,和一直很紅的 PM2.5。這些 IC based 的 sensor 目前大多使用「微機電」的技術來呈現(小弟我有看到 VOC 的 sensor 真的超小)。

Jerry分享環境感測器的多方應用(攝影/歐敏銓)

關於 RH/T ,想必社群朋友們都不陌生。Jerry 從使用情境著手分析,RH/T 最常應用的場景為家中,除此之外在供應鏈 (e.g. 物流講求 quality、reliability)、安全性控制(e.g. 電池狀況)等等也都會使用到RH/T的感測。

雖說環境感測器的應用十分多元,但也遇到不少挑戰。像是 Jerry 有提到環境感測器,並不會像運動感測器一樣好做,環境感測器通常需要對外界空氣接觸(不然測不到),勢必需要在感測器的外層開個口,而這個口又會牽涉到和其他在同一個裝置裡,其他感測器的交互影響,也就是在設計環境感測器時,要考慮的因素可能不單只有把感測器的晶片做好這麼簡單,還必須協同機構設計、PCB、硬體設計,甚至用軟體補償的方式,解決測得值的精準度。

說到環境感測器的精準度也不像運動感測器一樣,有個絕對的物理量可以得知。環境感測出來的值,可能會因為受到外界其他因素的影響而不準確,好比溫度顯示 30 度,但人們竟然穿起外套的窘境。

在 VOC 感測器也面臨受到外界因素的影響而不準確的問題,但在 VOC 感測器還有另外一個大問題就是 VOC 感測器的回復能力,倘若VOC感測際在高濃度的氣體中偵測一段時間,而這些高濃度氣體是否可能會附著在感測器上,造成感測器的損壞,導致接下來的測量皆出現問題。

上述這些都是目前環境感測器技術門檻相對高,必須等待解決的問題。

多功能的Gateway

討論完環境感測器後,緊接著是 Edmund 的分享。Edmund 透過親身經歷的痛,來說明為什麼他想要做出這個多功能的Gateway。

Edmund介紹多功能的Gateway擁有強大整合功能(攝影/歐敏銓)

簡單來說,Edmund 發現 IFTTT 雖然免費又簡單,但是缺點卻極為明顯。第一,功能太少、 logic 太簡單,總是只能做if than that 的一層判斷 (小弟在玩的時候也這樣覺得)。

第二,Edmund 本身在從事系統整合工作多年,常遇到 POC 的時間不足,導致這樣的原因是因為 end device 走的 protocol 可能都不一樣,以至於整合起來非常麻煩(比如說如果沒有這顆 Gateway,當小弟我要來整合 NTP 時鐘,Lanma 的 Zenbo,node.js based 的 project 就會花很多時間才能讓他們彼此能夠溝通)。

基於上述的兩個大問題,Edmund 找到一個 openHAB 的工具做為當時的解套,但後來發現還是不滿意,因為還是要自己寫很多 code。

為了一勞永逸,這個在Edmund心裡埋藏兩年多的多工Gateway 的點子,在近半年內被開發了出來。

IP based 的對接方式和 device 做對接,device 的 driver 另外寫,在 LAN 裡面不受到外網的影響。因此,中華電信如果停擺,event <–> trigger 仍然可以正常運行,這是這個多工 Gateway 的幾個重要優點。

另外,我個人覺得很厲害的是這個 Gateway 實現了多重邏輯(可能是我一直很疑惑為什麼都只做一件事,結果真的被解決的感動!)舉個例子,假設餐廳設定下午時段從 13:30 開始,時間一到就會觸發「燈光調變」,和「播放音樂的風格改變」兩件事情,這樣的情境利用這個 Gateway 完全可以達成。

想像這個 Gateway 在 LAN 裡面扮演了主控者的角色,if than that that that…,另外 Edmund 把 UI 相關的操作放在雲端上,以便使用者對 Gateway 做設定,真的很厲害!(希望我的理解沒有錯)

以上是小弟今天的分享,若內容有誤還請各位前輩朋友不吝指教!

(責任編輯:葉于甄)

《MakerPRO研究會》是一個串連MakerPRO社群中PRO Maker們的Study Group,以主題研究為訴求來召集同好,每週二晚上一起來分享、討論、發起專案、動手實作。


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Ryan Hu

Ryan Hu

政大休學生,對於 IOT 軟硬整合相關有極大興趣,鍾愛無人機,目前獨自完成的專案像是瓦力號、GPS 自動語音導覽系統、NTP 網路自動校時時鐘,喜歡流浪。
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