Really Smart Box：基于 Sigfox 的物联网智能储物箱平台
组件与材料
| 组件 | 数量 |
|---|---|
| 3mm 亚克力板（上下两层） | 1套 |
| Arduino MKR FOX 1200（内置 Sigfox 模组） | 1 |
| SparkFun HX711 称重放大模块 | 1 |
| 5kg 称重传感器 | 2 |
| Adafruit BME280 温湿度气压传感器 | 1 |
工具设备
- 激光切割机、3D 打印机
云服务
- Sigfox 网络、Tinamous 物联网平台
项目背景与应用场景
场景一：3D 打印耗材监测
实时监测耗材盒内重量（判断剩余线材）、温湿度（判断干燥剂是否失效），数据经 Sigfox 低功耗广域网上传，无需 WiFi 配置，电池供电可运行数月。
场景二：消耗品库存管理
清洁承包商在客户现场放置储物箱，箱内放置空气清新剂、洗手液等。平台按单件重量自动计算剩余数量，低库存自动告警承包商补货，无需接入客户网络。
硬件结构设计
- 双层亚克力板夹两只 5kg 称重传感器，上层板略小防卡箱
- 下层板开槽容纳电路板，M3 攻丝直接固定 PCB，四角 3D 打印脚垫防滑
- 传感器上下需垫片（3D 打印端板 + 亚克力垫块）预留应变空间
- 箭头方向朝下安装，M5/M4 螺纹孔分别用于固定端与受力端
电路原理
- 两只传感器组成惠斯通电桥，红/黑线并联供电，绿/白信号线分别接 HX711 的 A/B 通道
- HX711 增益 128/64 对应 A 通道，32 对应 B 通道（灵敏度略低）
- BME280 挂载 I2C 总线
- 电源：电池盒直供 MKR FOX 1200，扁平天线贴合平台
称重传感器标定
- 空载读取偏移量（offset = c）
- 加已知重物（如 230g 罐装、1.5kg 线轴），计算斜率：
scaleFactor = (读数 - offset) / 重量(g) - 两通道分别标定，组装完成后再做一次整体去皮（零点校准）
Sigfox 数据结构与回调配置
12 字节上行载荷（含状态位、温湿度、零点重量、当前重量、物品数量×100、漂移修正、上次状态），自定义 Payload 解析为 Tinamous 字段。下行载荷 8 字节支持：零点复位、温湿度报警阈值设定、单件重量更新。
固件核心逻辑
- 每分钟采集一次温湿度、双通道重量（HX711 10次平均），判断报警阈值
- 每 15 分钟发送一次 Sigfox 上行（首次 2 分钟），每 12 小时请求一次下行
- 低功耗模式受限于 USB 调试，量产时需启用
ArduinoLowPower - 串口命令支持：通道切换、校准模式、去皮、零点、查看 Sigfox ID/PAC
已知问题
- Sigfox 下行解析报错（状态码 62），需进一步排查 ATA8520 驱动
- 低功耗模式下 USB 串口失联
- 长期负载漂移补偿、非垂直/震动环境下的测量噪声暂未处理
代码仓库
GitHub 源码 包含完整固件、激光切割 SVG、3D 打印 STL 及 Tinamous 回调配置说明。
制造工艺
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