[PYTHON] Ich habe drahtlose IoT-Sensoren von einem Ende aus verglichen (Temperatur- und Feuchtigkeitssensor-Edition).

IoT und drahtlose Kommunikation

Apropos IoT, Sensoren! HimbeerPi! Wie Sie sehen können, wenn Sie es tatsächlich verwenden,

** Wie auch immer, die Verkabelung ist im Weg! ** (Das Bild ist mein Tintenfischbein)

Wenn sich die Anzahl etwas erhöht, sieht es aus wie ein Hackerzimmer, und es besteht die Gefahr, dass Sie sich im Code verfangen. Mit Wireless können Sie viele Sensoren mit RaspberryPi verwalten, ohne das Erscheinungsbild oder die Sicherheit zu beeinträchtigen!

Vergleich von drahtlosen IoT-Sensoren

Welchen drahtlosen Sensor soll ich kaufen? Ich habe darüber nachgedacht, aber es gibt fast keine Websites, die ich tatsächlich verglichen habe. Im Geiste menschlicher Säulen habe ich tatsächlich einen Sensor mit Bluetooth Low Energy (BLE) -Verbindung gekauft und verglichen.

Sensor zum Vergleich verwendet

Wir haben den Temperatur- und Feuchtigkeitssensor ausgewählt, der am gefragtesten zu sein scheint und der Daten über die API erfassen kann. ・ BAG-Typ des Omron-Umweltsensors (2JCIE-BL01) ・ Omron-Umgebungssensor-USB-Typ (2JCIE-BU01) ・ [Inkbird IBS-TH1 mini](https://www.amazon.co.jp/Inkbird-%E3%83%96%E3%83%AB%E3%83%BC%E3%83%88%E3% 82% A5% E3% 83% BC% E3% 82% B9-% E6% B8% A9% E6% B9% BF% E5% BA% A6% E3% 82% BB% E3% 83% B3% E3% 82 % B5% E3% 83% BC-Android-IBS-TH1 / dp / B07D74CQLJ) ・ [Inkbird IBS-TH1](https://www.amazon.co.jp/Inkbird-IBS-TH1-Bluetooth-%E5%A4%96%E9%83%A8%E3%83%97%E3%83 % AD% E3% 83% BC% E3% 83% 96% E4% BB% 98% E3% 81% 8D-% E3% 82% B9% E3% 83% 9E% E3% 83% 9B% E3% 81% A8% E9% 80% A3% E6% 8E% A5% E3% 81% A7% E3% 81% 8D / dp / B07D75H734 / ref = pd_aw_sbs_201_3 / 356-7389076-5979439? _Encoding = UTF8 & pd_rd_i = B07D75H34 4e16-8524-c984893af9bd & pd_rd_w = Ip0MD & pd_rd_wg = lcDuD & pf_rd_p = bff3a3a6-0f6e-4187-bd60-25e75d4c1c8f & pf_rd_r = 939W116VQ9B4Y5 ・ SwitchBot-Thermo-Hygrometer (* Zum Vergleich: Nature Remo ‥ Smart-Fernbedienung mit WLAN-Verbindung)

Omron Umgebungssensor BAG Typ (2JCIE-BL01)

(2JCIE-BL01 links)

Preis: ¥ 9.350 @ [Chip One Stop](https://www.chip1stop.com/view/dispDetail/DispDetail?mpn=2JCIE-BL01&partId=OMRO-0134726&keyword=%E3%82%AA%E3%83%A0% E3% 83% AD% E3% 83% B3% E3% 80% 80% E7% 92% B0% E5% A2% 83% E3% 82% BB% E3% 83% B3% E3% 82% B5) * Preis Sind alle Steuern enthalten Größe: 46 x 39 x 15 mm Gewicht: 19 g (einschließlich Batterien) Batterie: CR2032 (Knopfbatterie) Kommentar: Hergestellt von Japans Weltklasse-OMRON! Der Preis ist etwas höher

Omron-Umgebungssensor USB-Typ (2JCIE-BU01)

(2JCIE-BU01 rechts) Preis: ¥ 10.902 @ Digikey Größe: 29 x 14 x 7 mm Gewicht: 3g Stromversorgung: USB-Versorgung Kommentar: Omron der Welt Teil 2! Dies ist nur zur Stromversorgung verkabelt (USB)

Inkbird IBS-TH1 mini Preis: ¥ 2.899 @ [Amazon](https://www.amazon.co.jp/Inkbird-%E3%83%96%E3%83%AB%E3%83%BC%E3%83%88%E3% 82% A5% E3% 83% BC% E3% 82% B9-% E6% B8% A9% E6% B9% BF% E5% BA% A6% E3% 82% BB% E3% 83% B3% E3% 82 % B5% E3% 83% BC-Android-IBS-TH1 / dp / B07D74CQLJ) Größe: 35 x 35 x 10 mm Gewicht: 13g Batterie: CR2032 (Knopfbatterie) Kommentar: Kompaktheit ist attraktiv

Inkbird IBS-TH1 Preis: ¥ 3.399 @ [Amazon](https://www.amazon.co.jp/Inkbird-IBS-TH1-Bluetooth-%E5%A4%96%E9%83%A8%E3%83%97%E3% 83% AD% E3% 83% BC% E3% 83% 96% E4% BB% 98% E3% 81% 8D-% E3% 82% B9% E3% 83% 9E% E3% 83% 9B% E3% 81 % A8% E9% 80% A3% E6% 8E% A5% E3% 81% A7% E3% 81% 8D / dp / B07D75H734 / ref = pd_bxgy_3) Größe: 56 x 56 x 17 mm Gewicht: 31g Batterie: AAA-Batterie Kommentar: Mit Sonde. Kann ohne Sonde verwendet werden

SwitchBot Thermo-Hygrometer

Preis: ¥ 1.980 @ [Amazon](https://www.amazon.co.jp/SwitchBot-%E3%82%B9%E3%82%A4%E3%83%83%E3%83%81%E3% 83% 9C% E3% 83% 83% E3% 83% 88-% E3% 82% B9% E3% 82% A4% E3% 82% B9% E8% A3% BD% E3% 82% BB% E3% 83 % B3% E3% 82% B5% E3% 83% BC% E3% 82% B9% E3% 83% 9E% E3% 83% 9B% E3% 81% A7% E6% B8% A9% E5% BA% A6 % E6% B9% BF% E5% BA% A6% E7% AE% A1% E7% 90% 86-GoogleHome-IFTTT% E5% AF% BE% E5% BF% 9C / dp / B07L4QNZVF) Größe: 55 x 55 x 24 mm Gewicht: 69 g Batterie: AAA Batterie x 2 Kommentar: Überwältigende Kostenleistung trotz Bildschirm

Vergleichsmethode

Ein Experiment wurde durchgeführt, um die folgende Leistung zu vergleichen. Informationen zum Abrufen der Daten finden Sie unter ** Siehe diesen Artikel **

Leistung bei drahtlosen Sensoren zu berücksichtigen

Ich habe die folgenden 6 Artikel verglichen

1. Messgenauigkeit

Wenn die Genauigkeit schlecht ist, kann sie nicht als Sensor fungieren. ** Der Unterschied zum Durchschnitt aller Temperatur- und Feuchtigkeitssensoren ** wurde gemessen

2. Zuverlässigkeit

Wenn die Datenerfassung fehlschlägt und viele Werte fehlen, wird die Analyse schwierig. ** Wir haben die Wahrscheinlichkeit gemessen, dass Daten korrekt abgerufen werden ** (ob es sich um einen fehlenden Wert handelt)

• Schwer zu stoppen = Verfügbarkeit war ebenfalls ein Problem, aber ich werde es weglassen, da es in diesem Artikel zu einem gewissen Grad gelöscht wurde.

3. Reaktionszeit

Wenn eine Messung 10 Minuten dauert, können Sie nicht richtig protokollieren. ** Wie viele Sekunden es dauert, um Daten mit Rapsberry Pi zu erfassen ** wurde als Referenz gemessen

4. Akkulaufzeit

Wenn die Batterie in zwei Wochen leer ist, ist es schwierig, sie auszutauschen, und die Batteriekosten sind hoch, so dass ein längerer Betrieb unmöglich ist. ** Gemessen, wie viele Monate es dauern wird, bis die Batterie leer ist ** (von Zeit zu Zeit aktualisiert)

5. Größe

Es macht keinen Sinn, mit einem zu großen Sensor drahtlos zu arbeiten! ** Beschreibe die Größe von 3 Seiten **

• Für den Typ Omron_USB mit kabelgebundener Stromversorgung wurde die Bewertung auf negativ gesetzt.

6. Preis

Egal wie gut der Sensor ist, der Preis beträgt 100.000 Yen! Wenn Ihnen gesagt wird: "Messen Sie einfach die Temperatur und Luftfeuchtigkeit, es ist ein wenig ..."! ** Preis ab Juni 2020 **

experimentelle Methode

・ Zeitraum: 6 / 2-7 / 10 (unterbrochen aufgrund von Batteriewechsel, Routerwechsel usw.) ・ Messintervall: 1 Mal / 5 Minuten ・ Anzahl der Messpunkte: 8834 Punkte ・ Messort: Wie in der folgenden Abbildung gezeigt, wird die Messung in einer in Innenräumen installierten Box durchgeführt, und die Position des Sensors wird einmal täglich nach dem Zufallsprinzip ausgetauscht, damit keine Standortabhängigkeit auftritt.

• Bitte beachten Sie, dass der Abstand zwischen dem empfangenden Raspberry Pi und dem Sensor während des Experiments etwa 0,5 m beträgt. Wenn der Abstand weiter ist, verschlechtern sich Zuverlässigkeit und Reaktionszeit **. ** [Bewerten Sie, wie viel es am Ende des Artikels noch schlimmer wird](https://qiita.com/c60evaporator/items/675452d5de9587eed25c#%E8%BF%BD%E5%8A%A0%E6%A4%9C% E8% A8% BC% E8% B7% 9D% E9% 9B% A2% E3% 81% AB% E3% 82% 88% E3% 82% 8B% E6% 88% 90% E5% 8A% 9F% E7% 8E% 87% E3% 81% A8% E5% BF% 9C% E7% AD% 94% E6% 99% 82% E9% 96% 93% E3% 81% B8% E3% 81% AE% E5% A4% 89% E5% 8C% 96) **

Ergebnis

Ich werde die Vergleichsergebnisse im Detail erklären. Für diejenigen, die nur die wichtigsten Punkte wissen wollen, denke ich, dass es ausreicht, nur die "Schlussfolgerung" zu lesen.

• Bitte beachten Sie, dass individuelle Unterschiede nicht berücksichtigt werden können, da nur ein anderer als Inkbird IBS-TH1 getestet wurde.

Fazit

Für jeden Sensor wurde eine Sternenkarte erstellt. ◎: 2 Punkte 〇: 1 Punkt △: -1 Punkt ×: -3 Punkte (Minus weitgehend auswerten)

・ ** Eindruck, dass alles außer Inkbird IBS-TH1mini problemlos verwendet werden kann ** (Inkbird IBS-TH1mini hat eine Akkulaufzeit ...) ・ ** Empfohlen wird Inkbird IBS-TH1 ** (nicht mini) ・ ** Omron BAG Typ ** für kleine Größen oder in einer Entfernung von 5 m oder mehr ・ ** Wenn Sie ein Schnäppchen machen wollen, Swithbot ** ・ ** Omron USB-Typ (+ mobiler Akku) **, wenn Sie die Akkulaufzeit maximieren möchten **

• Die Antwortzeit ist im Verbindungsmodus etwas schneller als im Broadcast-Modus, jedoch mit der Akkulaufzeit abgewogen ・ Wenn Sie einen ** WLAN-Router ** in der Nähe verwenden, ist Bluetooth stabiler, wenn Sie hauptsächlich ** 5 GHz ** verwenden (2,4 GHz stören Bluetooth).

Vergleichsdetails für jede Leistung

1. Messgenauigkeit

** Der Unterschied zum Durchschnitt aller Temperatur- und Feuchtigkeitssensoren ** wurde gemessen

·Temperatur Die Temperaturdifferenz vom Durchschnitt über den gesamten Zeitraum ist wie folgt.

Um festzustellen, ob der obige Unterschied auf einzelne Sensorunterschiede zurückzuführen ist Die Temperaturdifferenz vom Durchschnitt wurde für jeden Tag summiert, um eine Box Whisker herzustellen.

Nature_Remo_1 ist weit entfernt von den anderen Sensoren, und SwitchBot_Thermo_1 ist ebenfalls etwas ausgeschaltet. Dies sind Unterschiede, die die Abweichungen im Box-Whisker-Diagramm überschreiten und als individuelle Unterschiede der Sensoren bezeichnet werden können.

Mit Ausnahme von Nature_Remo liegt die Temperaturdifferenz sogar im Quadranten innerhalb von 0,2 ° C. In Anbetracht dessen, dass selbst bei analogen Thermometern Garantien für eine absolute Temperatur von etwa ± 1 ° C der Hauptstrom sind. ** Es scheint ein ziemlich zuverlässiger Wert zu sein ** (Nature_Remo hat in erster Linie eine Temperaturmessauflösung von etwa 0,7 ° C, und es ist nicht zu leugnen, dass sie im Vergleich zu anderen Sensoren etwas unzureichend ist.)

** · Feuchtigkeit **

Wie bei der Temperatur wird die Temperaturdifferenz zum Durchschnitt für jeden Tag tabellarisch aufgeführt, um Box-Whisker zu erstellen.

IBS-TH1mini und Omron_USB sind von anderen Sensoren getrennt. Insbesondere der IBS-TH1mini weist einen Unterschied von fast 4% auf, wodurch wir uns über die absolute Genauigkeit etwas unwohl fühlen.

** ・ Vergleich von Temperatur- und Feuchtigkeitsgenauigkeit ** Differenz in Quadranten der Temperatur 0,2 ℃ ÷ Absolutwert der Temperatur 20 ℃ = 1% Ordnung Differenz zwischen Feuchtigkeitsquadranten 4% ÷ absoluter Feuchtigkeitswert 40% = 10% Ordnung Wie Sie sehen können, weist die Luftfeuchtigkeit einen größeren einstelligen individuellen Unterschied auf, und man kann sagen, dass die Genauigkeit schlecht ist. Wenn eine Feuchtigkeitsgenauigkeit erforderlich ist, scheint eine Kalibrierung (Korrektur mit einem hochpräzisen Feuchtigkeitsmesser oder Abweichung vom überdurchschnittlichen Durchschnitt) erforderlich zu sein.

2. Zuverlässigkeit

** Wir haben die Wahrscheinlichkeit gemessen, dass Daten korrekt abgerufen werden ** (ob es sich um einen fehlenden Wert handelt)

Insgesamt gibt es einen deutlichen Preisunterschied, aber dem relativ preiswerten Inkbird IBS-TH1 geht es gut. Ich bin überrascht, dass die bei Amazon für 3000 Yen verkauften Sensoren 99,9% überschreiten, was als Richtlinie für die Industrie gilt.

** ・ Auswirkungen von Störungen mit WLAN ** Außerdem habe ich während dieses Experiments den Router am 15. Juni ausgetauscht und die WLAN-Leitung im Haus von 2,4-GHz-Band-Hauptleitung auf 5-GHz-Band-Hauptleitung geändert. Wie in der folgenden Abbildung gezeigt, steigt die Erfolgsrate (vertikale Achse) nach 6/15 tendenziell an (insbesondere die beiden Sensoren von Omron).

Das Folgende ist eine Zusammenfassung der Erfolgsraten vor und nach dem Austausch des Routers. Mit Ausnahme des nahezu unveränderten Inkbird IBS-TH1mini ist die Erfolgsquote deutlich höher (Fettdruck liegt bei über 99,9%).

[Diese Website](https://houwa-js.co.jp/blog/2018/06/20180629/#:~: text =% E3% 81% BE% E3% 81% 9F% E9% 9B% BB % E6% B3% A2% E5% 88% B0% E9% 81% 94% E8% B7% 9D% E9% 9B% A2% E3% 82% 82,% E3% 81% 95% E3% 81% 9B% E3% 82% 8B% E3% 81% 93% E3% 81% A8% E3% 81% 8C% E5% 87% BA% E6% 9D% A5% E3% 81% BE% E3% 81% 99% E3% Wie in 80% angegeben 82) Es scheint, dass 2,4-GHz-WLAN und Bluetooth störanfällig sind, aber es wird angenommen, dass sich der Effekt auch in der Erfolgsrate dieses Experiments widerspiegelt.

Um die Zuverlässigkeit des Sensors zu verbessern, ** "Wenn Sie den WLAN-Router am selben Ort wie den Bluetooth-Sensor verwenden, ist es besser, 5 GHz als Hauptgerät zu verwenden." ** Kann man sagen

3. Reaktionsgeschwindigkeit

** Wie viele Sekunden es dauert, um Daten mit Rapsberry Pi zu erfassen ** wurde als Referenz gemessen

Der Omron USB-Typ reagiert schnell und der Omron BAG-Typ und der Switchbot, die auf den Timeout-Wert warten müssen, sind etwas langsamer. Auf jeden Fall denke ich, dass es schnell genug ist, um alle paar Minuten eine Protokollierung durchzuführen.

4. Akkulaufzeit

** Gemessen, wie viele Tage es dauern wird, bis die Batterie leer ist ** (von Zeit zu Zeit aktualisiert)

Es ist ungefähr 2,5 Monate her, seit der Betrieb begonnen hat, aber die Batterien sind bis auf den Inkbird IBS-TH1mini nicht leer.

Auf der anderen Seite hat ** Inkbird IBS-TH1mini 4 Mal keine Batterie mehr ** und die Batterie ist im Durchschnitt in weniger als 3 Wochen leer. Der Zeitraum beträgt weniger als 1/4 des Omron BAG-Typs, der dieselbe CR2032-Tastenbatterie verwendet. Amazon Bewertung sagt auch, dass der Akku bald leer sein wird, Allein aufgrund dieser Tatsache hatte ich das Gefühl, dass der Inkbird IBS-TH1 mini eine heikle Wahl war.

5. Größe

** Beschreibe die Größe von 3 Seiten **

• Für den Typ Omron_USB mit kabelgebundener Stromversorgung ist die Bewertung hier negativ.

Ich denke nicht, dass es besonders störend ist, außer für den Omron USB-Typ, der über Kabel mit Strom versorgt wird.

6. Preis

** Der niedrigste Preis zum Zeitpunkt der Umfrage (Juni 2020) ** ist aufgeführt.

Zuverlässig und zuverlässig OMRON ist immer noch teuer. Es scheint keine andere Wahl zu geben, als Sie davon zu überzeugen, dass es sich um eine Garantie und eine Supportgebühr handelt. Obwohl es das billigste ist, zeichnet sich Switchbot mit Flüssigkristallanzeige durch eine gute Kostenleistung aus.

Zusätzliche Validierung: Änderung der Erfolgsrate und Reaktionszeit mit der Entfernung

Tatsächlich scheint es, dass es häufig in einer Entfernung vom Raspberry Pi auf der Empfangsseite verwendet wird, also habe ich mit der Auswirkung der Entfernung und der Hindernisse auf die Erfolgsrate und die Reaktionszeit experimentiert. [Experimentelle Bedingungen] ・ Zeitraum: 7 / 11-7 / 17 (unterbrochen durch Batteriewechsel) ・ Messintervall: 1 Mal / 5 Minuten ・ Anzahl der Messpunkte: 1462 Punkte

Erfolgsrate

• Bitte beachten Sie, dass der Timeout-Wert für Omron BAG und Switchbot von 4 Sekunden auf 5 Sekunden erhöht wurde (da die Erfolgsrate auf weniger als 95% gesunken ist, wenn sie bei 4 Sekunden bleibt).

Die Erfolgsquote auf der ganzen Linie verschlechtert sich und es scheint, dass sowohl Distanz als auch Hindernisse betroffen sind. Auf der anderen Seite verwenden der Broadcast-Modus Omron BAG und Switchbot den Trick, den Timeout-Wert zu verlängern. Die Erfolgsquote hat sich nicht verschlechtert. ** Wenn die Entfernung oder Hindernisse eng sind, können Sie einen Broadcast-Modus-Sensor auswählen, der mit einem Timeout-Wert eingestellt werden kann **.

Erfassungszeit

Der Omron BAG-Typ und der Switchbot mit längeren Timeout-Werten sowie andere sind je nach Entfernung länger. Ich denke jedoch, dass es ein Level ist, das kein Problem für die Protokollierung alle paar Minuten darstellt **

Das ist alles für diesen Artikel. Danke, dass du bis zum Ende zugesehen hast!