使用Helium網(wǎng)絡(luò)的冷鏈物流監(jiān)控

描述

冷鏈是溫度控制的供應(yīng)鏈。它用于保存和延長和確保產(chǎn)品的保質(zhì)期，例如新鮮農(nóng)產(chǎn)品、冷凍食品、化學(xué)品和藥品。

就醫(yī)藥產(chǎn)品而言，冷鏈的作用是維持疫苗的效力。因此，貨物的實時監(jiān)控對于貨物的質(zhì)量保證至關(guān)重要。

解決方案

我使用 Helium 開發(fā)人員工具包構(gòu)建了一個系統(tǒng)，該工具包連接到 Helium 網(wǎng)絡(luò)，具有以下功能：

• 溫度、濕度和壓力監(jiān)測。
• 車輛跟蹤。（位置、速度和路線）
• 當溫度不在所需窗口內(nèi)時發(fā)送警報。
• 門禁控制。
• 計算車輛的總空閑時間并在超過閾值時發(fā)送警報。

記錄數(shù)據(jù)的安全性對于證明鏈的有效性至關(guān)重要。因此，我在 Helium 設(shè)備上構(gòu)建了我的解決方案，這些設(shè)備是硬件保護的，以保護來自 900 MHz 頻譜的流量。這意味著安全性是內(nèi)置的，因為使用網(wǎng)絡(luò)的設(shè)備在芯片級具有 AES 私鑰加密。

由于該解決方案基于 LoRaWAN，它還提供更長的電池壽命和更高的穿透性，這在將節(jié)點放置在冷鏈運輸中常見的冷藏車內(nèi)時可能會用到。

硬件

該原型是使用 Helium Developer 套件構(gòu)建的，其中包含：

• LoRaWAN 開發(fā)板 - B-L072Z-LRWAN1
• 傳感器擴展板 - X-NUCLEO-IKS01A3
• GNSS 擴展板 - X-NUCLEO-GNSS1A1

Helium 開發(fā)套件 + X-NUCLEO-GNSS1A1 擴展板

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建立一個 DIY 氦熱點

由于我來自印度并且這里還沒有 Helium 網(wǎng)絡(luò)覆蓋，我決定使用以下方法構(gòu)建自己的 Helium 熱點：

DIY氦熱點

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我的Github 存儲庫包含使用 BalenaOS 設(shè)置您自己的 DIY Helium Hotspot 的所有說明。

從 myDevices Cayenne 設(shè)置警報

Cayenne 入門非常簡單，它可以幫助我們快速制作項目原型。您可以從這個Helium 文檔頁面找到如何將您的設(shè)備連接到 myDevices 。

myDevices Cayenne 儀表板

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我已經(jīng)使用 myDevices Cayenne 設(shè)置了一個警報系統(tǒng)，如果貨物的溫度不再保持在特定溫度窗口內(nèi)，我會發(fā)送電子郵件。當我系統(tǒng)中的溫度警報標志設(shè)置為 1 時，我將收到來自 Cayenne 系統(tǒng)的電子郵件。

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使用 MAPBOX 進行實時資產(chǎn)跟蹤

由于 myDevices Cayenne 中的資產(chǎn)跟蹤選項非常有限且缺乏可定制性，我決定使用 MAPBOX 構(gòu)建我的解決方案，這是一個用于定制設(shè)計地圖的開源地圖平臺。

對于任何資產(chǎn)跟蹤應(yīng)用程序，我們需要四個主要組件：

圖片來源：https://miro.medium.com/max/875/1*-RpbQbCxUnbd5Z9iJzZjyA.png

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• 位置更新 - 由終端節(jié)點通過 Helium 網(wǎng)絡(luò)提供。
• 流處理器 - Pipedream
• 數(shù)據(jù)庫 - Google 表格（盡管 google 表格并不是真正的數(shù)據(jù)庫，但它在這里僅用于原型）
• 地圖 - 使用 Mapbox 設(shè)計

創(chuàng)建資產(chǎn)跟蹤地圖

• 首先，按照Evan Diewald的這個項目中的這些簡單說明，將您的設(shè)備數(shù)據(jù)放入您的 Google 表格中。
• 現(xiàn)在將谷歌表格的共享設(shè)置更改為“知道鏈接的任何人都可以查看”。
• 我們將需要以下格式的 google sheet URL：

https://docs.google.com/spreadsheets/d/{sheet_ID}/gviz/tq?tqx=out:csv&sheet={sheet_name}

• 將 {sheet_ID} 字段替換為您的 google sheet URL 中突出顯示的部分，如下例所示：

突出顯示的區(qū)域是您的 google sheet_ID

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• 將 {sheet_name} 字段替換為您的工作表名稱，該名稱可以在工作表底部找到，如下所示：

如果您在工作表名稱默認為“Sheet1”之前尚未對其進行編輯

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• 將 URL 替換為修改后的 URL，以將您的工作表連接到地圖。

$(document).ready(function () {
$.ajax({
type: "GET",
//YOUR TURN: Replace with csv export link
url: '',
dataType: "text",
success: function (csvData) { makeGeoJSON(csvData); }
});

• 創(chuàng)建一個Mapbox賬戶并從賬戶頁面復(fù)制賬戶令牌并將其插入到代碼中，如下所示：

mapboxgl.accessToken = '';

• 最后，添加所需的 Mapbox 樣式 URL，可在此處找到。

style: "",

• Github 是一種托管包含我們地圖的網(wǎng)頁的簡單方法。
• 使用名為 index.html 的新文件創(chuàng)建一個新的 Github 存儲庫，并將地圖 HTML 代碼插入其中。
• 在您的存儲庫設(shè)置中啟用 GitHub 頁面，您可以從存儲庫中找到您的網(wǎng)頁 URL。
• 托管您的頁面可能需要一些時間。

而已！你有一個冷鏈監(jiān)控系統(tǒng)的原型。以此為基礎(chǔ)項目，您可以對其進行修改以使用各種應(yīng)用程序，例如您自己的自行車跟蹤設(shè)備，可能性是無窮無盡的！

• 你可以在這里查看我的地圖。由于沒有覆蓋范圍，我無法帶著我的設(shè)備四處走動，所以我在我的谷歌表格中手動添加了隨機 GPS 位置來測試我的資產(chǎn)跟蹤功能。

紅色表示溫度不在所需的窗口內(nèi)。

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藍色表示溫度保持在所需范圍內(nèi)。

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帶有卡車圖標的地圖。

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一些失敗的實驗

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最初，我開始使用SparkFun LoRa Gateway 1-Channel來設(shè)置單通道網(wǎng)關(guān)，因為它們是可用于開始探索 LoRa 世界的低成本設(shè)備。

當我嘗試將數(shù)據(jù)包路由到 Raspberry Pi 4 上運行礦工時，礦工顯示以下錯誤：

來自礦工命令行的錯誤。

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我認為這可能是由于 UDP 數(shù)據(jù)報的格式不匹配。

社區(qū)為解決此問題提供的任何幫助將不勝感激。

我遇到了很多問題，因為沒有用于使用單通道網(wǎng)關(guān)的適當文檔，因為不建議使用它們，因為它們不符合 LoRaWAN 標準。所以最后我開始使用 RAK2245 和 RaspberryPi 4 設(shè)置我的網(wǎng)關(guān)+礦工。

筆記

不幸的是，我的 DIY 熱點停止工作（其他社區(qū)成員也發(fā)生了這種情況，他們在 Raspberrypi 4 上設(shè)置了熱點），我目前無法使用下行鏈路消息測試我的門控功能。一旦我的熱點重新啟動并運行，我肯定會在這里更新我的項目日志。