Метеостанция на Arduino MKR FOX 1200 с Sigfox — низкоэнергетическое IoT-решение

Компоненты и материалы

Arduino MKR Fox 1200	1
Датчик температуры и влажности DHT11 (3 пина)	1

Приложения и онлайн-сервисы

• Sigfox (платформа LPWAN)
• ThingSpeak API (визуализация данных)
• Arduino IDE
• Arduino Web Editor
• Arduino IoT Cloud

О проекте

Введение: Метеостанция на Arduino MKR Fox 1200 с Sigfox

Sigfox — французская компания, основанная в 2009 году, создающая беспроводные сети для низкоэнергетичных устройств (счетчики, умные часы, бытовая техника), которые должны постоянно передавать малые объемы данных.

Sigfox использует проприетарную технологию в ISM-диапазоне (868 МГц в Европе, 902 МГц в США). Сигнал «уltranarrowband» проникает сквозь препятствия, требует минимум энергии и относится к классу LPWAN (Low-Power Wide-Area Network). Сеть построена по звездообразной топологии с одним прыжком и требует оператора для передачи трафика. Сигнал покрывает большие площади и достигает подземных объектов.

В этом руководстве мы создадим простую и эффективную метеостанцию на базе Sigfox.

Необходимые материалы:

• Arduino MKR Fox 1200
• Датчик DHT-11 (есть в виде шилда или отдельного модуля). Можно использовать более точный DHT-22 — та же библиотека.
• Аккаунт разработчика Sigfox
• Аккаунт ThingSpeak

Шаг 1: Начало работы с Arduino MKR Fox 1200

1. Официальная страница: Arduino MKR Fox 1200 Guide
2. Зарегистрируйте плату в Sigfox: SigFox First Configuration
3. Активация: backend.sigfox.com/activate

Без этого шага плата не подключится к ThingSpeak или другому бэкенду.

Шаг 2: Создание аккаунта на ThingSpeak

1. Регистрация: ThingSpeak Sign Up
2. Создайте новый канал (Channel).
3. Получите API Key (вкладка API Keys) и добавьте его в URL на бэкенде Sigfox (см. шаг 4).

Шаг 3: Железо и схема подключения

Можно использовать как обычный датчик DHT-11, так и модуль на плате. При использовании голого датчика нужен подтягивающий резистор 10 кОм между VCC и data pin. Шилд подключается напрямую. DHT-22 подключается так же.

Подключение: 5V и GND к датчику, data pin → пин 1 Arduino MKR Fox 1200.

Проверьте работу: установите библиотеку DHT, откройте пример, посмотрите Serial Monitor — должны видеть «Temp» и «Humi».

Шаг 4: Настройка Callback на портале разработчика Sigfox

1. Зайдите на backend.sigfox.com.
2. Device Type → Callbacks → New.
3. Type: DATA, Uplink.
4. Channel: URL.
5. Custom payload config:

   status::uint:8 temp::int:16:little-endian t::int:16:little-endian h::int:16:little-endian

6. HTTP method: GET.
7. Callback URL (замените ############### на ваш ThingSpeak API Key):

   https://api.thingspeak.com/update?api_key=###############&field1={customData#temp}&field2={customData#t}&field3={customData#h}&field4={snr}

Шаг 5: Полный код и ПО

Установите библиотеки через Library Manager:

• ArduinoLowPower
• Sigfox
• DHT

#include <ArduinoLowPower.h>
#include <Sigfox.h>
#include <DHT.h>

В callback-данных на бэкенде указаны имена переменных из скетча. Пример ключевых фрагментов:

t = dht.readTemperature();
msg.t = convertoFloatToInt16(t, 60, -60);
h = dht.readHumidity();
msg.h = convertoFloatToUInt16(h, 110);
...
msg.moduleTemperature = convertoFloatToInt16(temperature, 60, -60);
...
SigFox.write((uint8_t*)&msg, 12);

Код считывает температуру и влажность, конвертирует в int и отправляет через SigFox.write на ThingSpeak.

Полный код на GitHub: masteruan/SigFoxThingSpeak

Загрузите скетч, протестируйте. Устройство можно питать от батареи — я использую его на лодке без Wi-Fi, данные уходят через сеть Sigfox.

Код

GitHub

Arduino MKR Fox 1200 + DHT-11: https://github.com/masteruan/SigFoxThingSpeak