基於Semtech SX1276 LoRa 並聯入Exosite雲端的天然氣監測方案

天然氣也稱天然瓦斯，其為古生物長期埋於地下經轉化及變質而產生之氣態碳氫化合物，其主要成份為甲烷，少量之乙烷、丙烷、丁烷等碳氫化合物及少量氣體。天然氣為無色、無味、無毒、易燃、易爆之特性，基於安全考量，瓦斯公司供應之天然氣皆添加臭味劑，以防止洩漏而造成危險。但是一般工作場所及天然環境下如下水道或是隧道中的是無法以味覺來分辨，另外如果是在睡眠中也可能無法及時發現味道而導致不當用電或是用火產生爆炸。對於此種應用我們提出的方案是使用常用的一常用的MQ5 氣體感測器，其是用於家庭和工業上的氣體洩漏檢測，它可以檢測液化石油氣，環境天然氣和自來瓦斯煤氣等。其核心是在一般無天然氣空氣中電導率較低的二氧化錫(SnO2)，當傳感器在存有天然氣氣體時傳感器的阻抗會隨空氣中天然氣甲烷，丙烷、丁烷濃度的增加而增大。而我們可以取出此阻抗信號後再經處理後經微處理器換算所需要的數據後再經LoRa傳遞此距離資料至雲端成為可供利用的資訊。 

過去此類應用大都是以將收集到的把資訊或是警告訊號以有線電話PSTN、無線網路Wifi、藍芽BLE或行動電話網路GPRS等方式傳送出去。但此類的通訊方式或多或少有著高耗電、距離短等等的缺點無法兼具。但在現今物聯網的興起讓市場上開始尋找新技術可以把周遭的一些物品透過低省電及長距離的無線技術互相溝通，這個趨勢更是需要在無線技術上可以支援全球共通網路(LoRaWAN)即可以區域性網路(Proprietary) 的彈性需求。而Semtech LoRa長距離無線產品就是符合這一需求，Semtech長距離的無線傳輸技術的優點是在極低耗電下可以提供高達-148dB的靈敏度讓應用可以使用在長距傳輸及高穿透性的傳輸。此點可以提供應用者可以簡單並確實傳輸到資料收集器再經網路上傳至雲端如Exosite以供監控及應用。

雲端 (Exosite) 資料收集圖:即時測得天然氣數值送至雲端