Датчики ESP-NOW для полей без электричества и wifi
В поле нет ни розетки, ни wifi. Спутнику ESP-NOW они и не нужны: он работает от батареи или солнечной панели и отправляет показания на шлюз, который подключён к сети.
Что такое спутник ESP-NOW на самом деле
Спутник это небольшое измерительное устройство из семейства ESP32, которое вы ставите там, где растёт культура. У него нет ни данных для входа в wifi, ни собственной подписки. Оно просыпается, считывает все подключённые к нему датчики, укладывает значения в пакет размером в несколько десятков байт и передаёт его в эфир по ESP-NOW, радиопротоколу, который работает на том же оборудовании 2,4 GHz, что и wifi, но обходится без всякого сетевого рукопожатия.
Поэтому спутник долго живёт на батарее или небольшой солнечной панели: радио включается на миллисекунды. А поскольку он никогда не входит в сеть, в поле нечего настраивать. Вы включаете его, и он начинает передавать. Сравните это с подключением датчика к вашему wifi, через которое любое устройство с wifi должно пройти сначала.
Как показание попадает на вашу панель
Четыре шага, и сеть нужна только одному из них.
Спутник измеряет
Он считывает свои щупы и собирает один пакет, в котором у каждого измерения свой канал.
Он передаёт в эфир
Ни сопряжения, ни подтверждения, которого надо ждать. Если никто не слушает, пакет просто теряется, а следующий уйдёт в очередной цикл передачи.
Шлюз это принимает
Шлюз ESP-NOW это единственное устройство в вашей установке, у которого wifi есть. Он собирает пакеты всех спутников в радиусе действия и отправляет их в вашу учётную запись FairGrow.
Остальное делает FairGrow
Карточка, график, история, оповещения и автоматизации идут тем же путём, что и показание Zigbee. Спутник в вашей панели такое же устройство, как любое другое.
Одна вещь про каналы, которую стоит знать
Спутник доходит только до шлюза, который слушает на том же радиоканале. Шлюз берёт канал той точки доступа wifi, к которой подключается, поэтому если ваша точка доступа перейдёт на канал, которым спутники не пользуются, показания перестанут приходить, а оба устройства будут при этом выглядеть совершенно здоровыми. FairGrow проверяет это за вас и пишет об этом на карточке устройства, называя найденный канал и тот, который ожидался.
Что спутник измеряет сегодня
Каждое из этих устройств мы собираем и прошиваем сами, на стандартных чипах ESP32, которые можно купить где угодно.
Почвенный спутник
Влажность и температура почвы, с двумя или тремя парами щупов на одном спутнике, чтобы с одного устройства читать несколько глубин или несколько грядок. Смотрите также, как часто датчик влажности почвы должен измерять.
Свет и почва
Датчик света рядом с почвенным щупом, чтобы видеть свет и влажность в одной точке. У одной версии есть небольшой дисплей, который показывает текущее значение прямо на спутнике, когда вы стоите рядом.
Влажность листа
Пластина смачивания, которая передаёт влажность листа как отдельный вид показания, со своим цветом на графике и своим местом в автоматизациях. У датчика есть ещё выход компаратора: в тот момент, когда лист становится мокрым, спутник отправляет данные сразу, а не ждёт очередного цикла передачи. Именно этот момент нужен модели развития болезни, поэтому он важен для защиты растений.
Насос и клапан
Спутник, который не только измеряет, но и переключает: насос или клапан не выше 12 V, с обратной передачей состояния, чтобы на графике было видно, когда именно он работал и сколько.
Шлюз ESP-NOW
Устройство, которое собирает всё и говорит с платформой по wifi. Оно измеряет и само по себе, так что шлюз это ещё и регистратор данных, а не только ретранслятор.
Новые датчики продолжают появляться
Мы продолжаем работать над новыми датчиками. Иногда потому, что аграрию нужно то, чего ещё нет, иногда потому, что модель развития болезни просит показание, которое никто не снимает. Если того, что вам нужно, в этом списке нет, скажите нам: именно так появилось большинство из них.
Промышленные датчики без промышленной цены
Поскольку спутнику ESP-NOW не нужен ни сетевой стек, ни собственная подписка, оборудование остаётся простым. Именно поэтому мы можем сами его спроектировать и собрать, в корпусе IP65 и с промышленными компонентами, вместо того чтобы покупать у кого-то закрытое готовое изделие.
Мы собираем их малыми сериями в собственной контролируемой среде. Именно поэтому сертификация достижима и при таком масштабе: сертификация CE запланирована на середину 2027 года. И именно поэтому себестоимость остаётся ниже, так что вы получаете промышленный датчик без той цены, которая обычно к нему прилагается.
Калибровка идёт на платформе, а не в спутнике
Сырое показание почвы или смачивания это число с аналогового входа, а что считать сухим и что мокрым, отличается от щупа к щупу, от почвы к почве и от спутника к спутнику. Поэтому спутник отправляет сырое значение, а пересчёт делает FairGrow.
Вы задаёте две точки: что датчик показывает в сухом состоянии и что в мокром. Дальше процент считает сервер, и если позже вы уточните калибровку, она применится ко всей вашей истории, а не только к новым показаниям. Для датчика, который стоит чуть выше или ниже, есть отдельная небольшая поправка, так что один можно подвинуть, не трогая эти две точки.
Обновление регистратора данных в поле
Прошивка приходит по воздуху, и у этого есть одно ограничение, которое мы лучше назовём, чем скроем.
Как это работает
- Шлюз передаёт команду обновления вместе с адресом.
- Спутник пишет образ прямо из HTTP в свой свободный раздел приложения.
- Ни SD-карты, ни файловой системы, ни кабеля, ни выезда на место.
- Обновление идёт из главного цикла, никогда из радиообработчика, и любой сбой перезапускает регистратор данных с неизменной прошивкой.
Одно ограничение, названное честно
- У спутника нет обратного канала, которым он мог бы себя подтвердить, поэтому в отличие от шлюза здесь нет срока, который сам откатит плохой образ.
- Поэтому каждая сборка для спутника проверяется на настоящем оборудовании, прежде чем попасть в библиотеку.
Что будет дальше
Названо здесь, чтобы вы могли это учитывать, а дата стоит только там, где мы готовы за неё отвечать.
PAR
Датчик фотосинтетически активной радиации, той части света, которую растение действительно использует. Сознательно отдельный датчик от светового спутника, потому что люксы и PAR это разные величины, и для таможни и сертификации они тоже проходят по разным позициям.
Влажность листа по инфракрасному излучению
Мы разрабатываем датчик влажности листа на инфракрасном термометре MLX90614. Вместо пластины, которая сама должна намокнуть, он считывает температуру листа и сравнивает её с температурой воздуха, ведь именно там конденсация проявляется первой. Сертификация CE для этого датчика запланирована на середину 2027 года.
LoRaWAN для больших расстояний
На открытом воздухе ESP-NOW достаёт далеко, но не везде. Для расстояний, до которых он не доходит, в нашем плане развития есть регистраторы данных LoRaWAN, а вместе с ними поддержка датчиков, которые уже работают по этому протоколу. LoRaWAN это открытый стандарт в диапазоне 868 MHz, так что и там покупать у нас не обязательно.
Zigbee или ESP-NOW
Большинство аграриев используют и то и другое, и всё попадает в одну и ту же панель.
Выбирайте Zigbee, когда
- Датчик стоит рядом с домом, теплицей или шлюзом.
- Вы хотите покупать готовое оборудование, смотрите стандартные датчики без привязки к поставщику.
- Сеть устройств между ними поддерживает сигнал.
- Вы хотите использовать свой координатор.
Выбирайте ESP-NOW, когда
- Нет ни розетки, ни точки доступа.
- Участок за пределами сети Zigbee.
- Вы хотите включать насос в поле.
- Вам нужен исходный код того устройства, которое у вас работает.
Исходный код датчиков ESP-NOW включён
Мы каждую неделю вкладываемся в более совершенную прошивку, а исходный код наших датчиков ESP-NOW вы получаете в придачу, без дополнительных затрат. Никакой привязки к поставщику: ваши датчики стандартные, а данные остаются вашими. Не бинарный файл с наклейкой, а сам скетч, по лицензии MIT, чтобы вы могли прочитать, что делает ваш датчик, прежде чем доверите ему решение.
Вопросы, которые нам задают
Что такое спутник ESP-NOW?
Небольшое самостоятельное измерительное устройство, которое работает от батареи или солнечной панели, не требует ни wifi, ни SIM-карты и передаёт свои показания на шлюз FairGrow, а тот отправляет их на вашу панель.
Нужен ли мне wifi в поле?
Нет. Wifi нужен только шлюзу. Спутники никогда не входят в сеть, поэтому в поле на них и нечего настраивать.
Какая у него дальность?
На открытом воздухе дальше, чем Zigbee, и спутники умеют передавать друг за другом, так что несколько штук вместе покрывают большую площадь. Стены, густая культура и металл отнимают дальность, поэтому любое число, которое вы где-то прочитали, считайте отправной точкой и измеряйте свою ситуацию. Если нужна помощь с планировкой, спросите через поддержку.
Почему мои показания не приходят?
Чаще всего причина в несовпадении канала между шлюзом и спутниками. Посмотрите карточку устройства: там указан найденный канал и тот, который ожидался, и обычно этим всё объясняется.
Можно ли подключить свои датчики?
Да, в пределах того, что поддерживает спутник, а исходный код датчиков ESP-NOW у вас, так что видно, куда добавить свой. Канал, который спутник не распознаёт, приходит как показание общего типа, а не отбрасывается, так что данные остаются, пока подпись их догоняет.
Измеряет ли спутник влажность листа?
Да, с появлением датчика влажности листа это отдельный вид показания, и на него можно повесить оповещение или автоматизацию. Инфракрасная версия на MLX90614 в разработке, сертификация запланирована на середину 2027 года.
Могу ли я сам обновить спутник?
По воздуху да. Шлюз передаёт команду, а образ регистратор данных забирает сам, так что датчику в поле никогда не нужен кабель.
Измерения там, где нет розетки
Расскажите, как выглядит участок и что вы хотите о нём знать. Мы скажем, какие устройства подходят, а какие нет.