Návrh bezdrátového senzorového uzlu pro IoT aplikace s možností napájení pomocí energie z okolí

Abstract

Tato diplomová práce se zaměřuje na oblast nízkopříkonové elektroniky, monitorování vlastností okolního prostředí a moduly pro sběr energie z okolí. V práci byla proveden rozbor možností uchování energie, základních principů sběru energie z okolí a jejich aplikace při vytváření systému sledování vlastností okolí. Také byly porovnány dva moduly pro sběr energie na základě dlouhodobého měření pomocí desek vlastního návrhu s použitím mikrokontroleru STM32L0. Dále proběhl návrh desky okolo tohoto mikrokontroleru s nízkou spotřebou a možností podpory napájení energií z okolí. Deska pracuje se senzorem SCD41 který sbírá informace o CO2, teplotě a vlhkosti vzduchu. Data jsou odesílána přes pásmo 433MHz do centrálního bodu, který je založen na RPi 3B+ s databází InfluxDB. Součástí práce je také měření spotřeby desky vlastního návrhu.

This thesis focuses on low power devices, environment monitoring and energy harvesting. In this thesis i made assesment about different working principles behind energy harvesting and storing energy. I then also tested two modules for energy monitoring during long term operation and compared the results. Next I designed my own low power device based around the STM32L0 microcontroller with support for energy harvesting. The device uses SCD41 sensor for acquiring data about CO2, temperature and humidity. The device was constructed to use the 433~MHz band for sending data into central node. The central node stores measured data in time series database InfluxDB running on Raspberry Pi 3B+.