如何在巷道内实现 100 台传感器数据采集？

[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！

[cpstar]

就只有一个灯管的监控？将来不做瓦斯浓度的监控么？
那如果不想折腾，弄一大堆什么职能 LED 灯泡，然后一大堆 zigbee 网关，一层一层堆叠呗。
如果想折腾，无线的方案就不要考虑了，纯耗散精力。前述的一千根线是个方案，但是没必要真的一千根，串联+并联的方式，再上级联，简化布线，也许几个 arduino 就够了

[zdphpn]

第一想法，每个灯的旁边都装一个检测灯是否亮着的从机，所有的模块通过 485(可以用中继增加节点个数)连到主机。
从机，检测灯亮有很多方法，光感，电流，用过简单的方法串两个二极管，测二极管上有没有压降。
主机，可以开发一个主机或者直接用 PC，轮寻从机获得灯的状态即可。

[zarte]

铺个轨道，放个光感小车检测的时候小车来回跑一圈就知道了。要不然每个灯旁加光感检测。

[opengps]

楼主把问题想复杂了，来参考下我这里汽车定位器平台的解决方案：每个节点(对我是车，对你是灯)内置一个可远程控制的流量卡即可

[opengps]

地下，，，需要追加蘑菇头传输信号

[lty1993]

LoRaWAN

[dapang1221]

这个，这个还真有现成方案，参考下消防报警器吧，每个手报都有一个独立的编号，实际上就是组网

[leavic]

这是真矿主啊

[leavic]

话说，这问题最简单的解法，还真就是改成串联 LED，一个断了直接就没电流，你在井外都能发现。
不要扯成本，矿主没资格扯成本。
而且，串联布线这个成本也太低了，原来的 线直接放弃不用都不是啥问题。

[gainsurier]

通讯管理机解决啊

[leavic]

当然，本着严谨的态度，本公司从事电力载波行业多内，也算业内翘楚级别，你这个需求用电力载波解决其实挺简单的。
电流传感器直接输出 AD 数据也好，还是输出串口数据也好，直接接入载波芯片数字接口端就可以了，载波端直接接入电线，只要你这些电线是通的，我们一般就没啥问题，100 个节点组网是小意思。
电流传感器其实不一定合适，改成 i2c 输出的光强度传感器可能更合适，毕竟间隔 10 米了，真灭了光强度变化还是挺大的，而且不担心电流传感器本身对线路稳定性的影响。

[leavic]

@lx0758 开什么玩笑，你家 i2c 跑 1km ？

[leavic]

载波方案的话一颗载波芯片+PA+外围物料+PCB 能控制在 20 以内。+一个光强度传感器大概 4~5 块。
无需额外布线，但载波有个问题是，你没有低压直流电供载波芯片工作，不过上面所有的方案其实都有这个问题，所以额外的 AC/DC 我就不考虑了，非要算的话，一个 12V 电源大概 20 块。
最终一个节点 50 块成本能搞定。
只要你找到人帮你做这个项目，毕竟量产 100 台。。。不够塞牙缝。

[leavic]

原谅我废话一句，我确实挺感谢楼主你这个帖子的，让我深刻的认识到了载波芯片不能直接利用 220V/380V 工作是个多严重的问题，这简直是给电源厂家打工。

[niubee1]

可以用 lora，一个 lora 模块几十的成本，

[tolerance]

电力猫合适么？感觉电力线路比较单一，每隔 200 米一个电力猫子猫，电力猫信号应该够用

[sailtao]

在封闭且有阻碍物的环境无线信号传递是利用了矿洞内的反射，wifi 等常用无线设备效果不行，大部分使用 lora，而且矿洞内使用的设备在设计、用料、摆放位置都非常讲究，需要考虑的因素非常多。既然是为了安全，还是应该找专业的公司。

[starqoq]

用 CAN 总线穿起来。每个灯泡下面加一个单片机和检流电阻。但是要额外布线 2 根。
i2c 是板内总线。大力用黑科技能跑 50m，1km 太夸张了。

[jfcai]

学到好多知识，如果是我应该会选载波方案。

[594duck]

我也很感谢楼主的帖子。让我可以简单的拉黑一堆脑残，省的日后相见。

还有人说串联的，典型的初中物理不及格