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Construindo um Sistema de Segurança de Longo Alcance com reCamera e Meshtastic

1. Introdução​

Como implementar monitoramento de segurança inteligente em áreas selvagens, grandes fazendas ou regiões montanhosas remotas sem cobertura de rede WiFi ou celular?

Este tutorial fornece uma solução de "segurança sem rede" altamente geek: aproveitar o poderoso poder de computação de IA de borda da reCamera PoE para detecção de pessoas em tempo real. Assim que um alvo for detectado, acione imediatamente o módulo XIAO ESP32S3 + Wio-SX1262 (transmissor) por meio dos pinos de hardware de baixo nível. O sinal de alerta é convertido em ondas de rádio de baixa frequência, atravessando quilômetros de terreno complexo até ser capturado pelo receptor Wio-SX1262 interno e, em seguida, traduzido perfeitamente em mensagens MQTT enviadas para o seu sistema local Home Assistant (HA).

Toda a cadeia não requer servidores em nuvem, alcançando verdadeiramente a combinação perfeita de privacidade, baixo consumo de energia e alcance ultralongo.

Arquitetura de Comunicação do Sistema​

O fluxo geral de dados é o seguinte:

  • A reCamera PoE executa o modelo de detecção de pessoas YOLO e gera um sinal em nível baixo através do pino GPIO quando uma pessoa é detectada
  • O XIAO ESP32S3 (transmissor) captura o gatilho em nível baixo através do pino D2 e envia pacotes de rádio LoRa por meio do Wio-SX1262
  • O XIAO ESP32S3 (receptor) recebe pacotes LoRa via Wio-SX1262 e os envia para o Home Assistant via WiFi usando o protocolo MQTT
  • O Home Assistant recebe a mensagem MQTT e aciona alertas automatizados (notificações, acionamento de outros dispositivos inteligentes, etc.)

2. Preparação de Hardware​

Kit XIAO ESP32S3 & Wio-SX1262reCamera PoE
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  • Kit XIAO ESP32S3 & Wio-SX1262: 2 conjuntos (um para transmissor LoRa, outro para receptor LoRa)
  • Host inteligente local: 1 unidade, usada para executar o Home Assistant e o MQTT Broker (qualquer mini host capaz de executar o HA é aceitável)
  • Cabos de extensão Dupont: vários, usados para a fiação física de sinal entre o GPIO da reCamera e o XIAO ESP32S3

3. Configuração da Rede Meshtastic​

Para alcançar comunicação LoRa de longo alcance entre dois dispositivos XIAO ESP32S3, precisamos gravar neles o firmware open-source Meshtastic.

3.1 Gravação de Firmware e Sincronização Básica de RF (Necessário para Receptor e Transmissor)​

Passo 1: Conecte o XIAO ESP32S3 ao computador por meio de um cabo de dados USB-C.

Note

Antes de gravar, coloque o ESP32 no modo de download do Bootloader. Método de operação: mantenha pressionado o botão BOOT, pressione o botão RESET uma vez e, em seguida, solte o botão BOOT.

Passo 2: Acesse o Meshtastic Web Flasher, selecione Seeed Xiao ESP32-S3 como o tipo de dispositivo, marque Full Erase e clique em Flash para gravar o firmware.

Passo 3: Após a gravação do firmware, acesse o Meshtastic Web Client, clique em Add Connection para adicionar um novo dispositivo, selecione Serial como método de conexão, selecione o dispositivo serial correspondente e clique em Connect.

Passo 4: Vá para Settings → Radio Config → LoRa, ajuste Region para a faixa de frequência legal na sua localização (por exemplo, CN ou US) e defina Modem Preset como Short Turbo para uma velocidade de resposta mais rápida.

3.2 Configuração do Receptor (Colocado em Ambiente Interno para Conectar ao HA)​

O receptor é responsável por receber pacotes LoRa e enviá-los ao Home Assistant via MQTT sobre WiFi.

Passo 1 — Gerar e Salvar a Chave: Na aba Channels, gere uma Pre-Shared Key de 128 bits para o canal Primary.

Note

Certifique-se de copiar e salvar esta chave offline; ela precisará ser inserida posteriormente no transmissor, e as chaves em ambas as pontas devem ser idênticas.

Passo 2 — Conectar à Rede Local: Em Device Config → Network, ative o WiFi e insira o SSID e a senha do WiFi da sua casa.

Passo 3 — Ativar Encaminhamento MQTT: Em Module Config → MQTT, marque Enable MQTT Client, ative JSON Enabled e insira corretamente o endereço IP local do seu host HA em Address (por exemplo, 192.168.4.7).

Passo 4: Após concluir todas as configurações, clique em Save no canto superior direito para salvar e aguarde o reinício do dispositivo.

3.3 Configuração do Transmissor (Colocado em Ambiente Externo para Conectar à reCamera)​

O transmissor é responsável por monitorar as mudanças de nível do pino GPIO e enviar pacotes de alerta LoRa quando um nível baixo é detectado.

Note

Não ative WiFi e MQTT no transmissor; ele só precisa se concentrar em receber gatilhos GPIO e enviar sinais de rádio LoRa.

Passo 1: Desconecte o ESP32 do receptor, substitua-o pelo ESP32 do transmissor e clique diretamente em Connect no Meshtastic Web Client para conectar.

Passo 2 — Sincronizar Parâmetros de RF: Vá para Radio Config → LoRa e certifique-se de que estejam consistentes com o receptor (Region e Modem Preset exatamente iguais); não há necessidade de ativar MQTT.

Passo 3 — Inserir a Pre-Shared Key: Na aba Channels, cole integralmente a Pre-Shared Key gerada pelo receptor.

Passo 4 — Configurar o Gatilho de Hardware GPIO: Ative o módulo em Module Config → Detection Sensor e configure-o com os seguintes parâmetros:

ParâmetroConfiguraçãoDescrição
Minimum Broadcast Seconds15Intervalo mínimo de transmissão para evitar congestionamento do canal causado por gatilhos frequentes
Friendly NameHumanNome de alerta personalizado, que será usado como identificador da mensagem MQTT
Monitor Pin3Correspondente ao pino D2 do XIAO ESP32S3
Detection Triggered TypeLOGIC_LOWGatilho em nível baixo (a reCamera gera nível baixo quando uma pessoa é detectada)

Passo 5: Clique em Save no canto superior direito para salvar e aguarde o reinício do dispositivo.

4. Configuração do Endpoint reCamera e Fiação Física​

4.1 Liberar Recursos do Sistema​

Por padrão, os serviços em segundo plano Node-RED e SSCMA da reCamera ocupam recursos da câmera. Faça login na reCamera via SSH (o IP padrão é 192.168.42.1, nome de usuário e senha são ambos recamera) e execute os seguintes comandos no terminal para parar os serviços em segundo plano:

sudo /etc/init.d/S03node-red stop
sudo /etc/init.d/S91sscma-node stop
sudo /etc/init.d/S93sscma-supervisor stop

4.2 Iniciar o Script de Encaminhamento de Fluxo de Vídeo​

Note

O host que executa o script deve estar na mesma rede local que a reCamera PoE. A versão reCamera PoE só precisa estar conectada ao mesmo roteador ou switch para obter um endereço IP.

No host de monitoramento que você usa para receber o fluxo de vídeo, execute o script Python para receber os quadros de vídeo enviados pela reCamera:

python udp_client.py

4.3 Iniciar o Programa de Detecção de Pessoas​

Execute o seguinte comando no terminal da reCamera para iniciar o modelo de detecção de pessoas YOLO embarcado. O primeiro parâmetro é o caminho do arquivo do modelo (você pode usar diretamente o modelo que vem com a reCamera) e o segundo parâmetro é o endereço IP do host que executa o script de encaminhamento de fluxo de vídeo:

sudo ./model_detector ./Models/model.cvimodel 192.168.4.7

4.4 Conectar o transmissor ESP32 à reCamera​

Após concluir as configurações de software acima, use cabos Dupont para conectar fisicamente o XIAO ESP32S3 (transmissor) à reCamera:

  • Cabo preto: conecte o pino GND do ESP32 → pino GND da reCamera
  • Cabo verde: conecte o pino D2 do ESP32 → pino de saída de sinal GPIO da reCamera
Note

Forneça uma fonte de alimentação separada para o transmissor ESP32 (via cabo USB ou bateria) para garantir que o módulo LoRa tenha potência de transmissão suficiente.

5. Recebendo alertas no Home Assistant​

5.1 Confirmar se o receptor está funcionando normalmente​

Antes de começar, certifique-se de que o ESP32 receptor esteja ligado e em execução, conectado à mesma rede WiFi que o host do HA, e que o endereço MQTT esteja configurado corretamente.

5.2 Ouvir mensagens MQTT no HA​

Abra um navegador, insira o endereço IP do Home Assistant e acesse a interface de gerenciamento MQTT. Ative a opção Listen to all na configuração.

Quando a reCamera detectar uma pessoa, o transmissor Meshtastic enviará informações de alerta via LoRa para o receptor, que então enviará para o HA, via MQTT, uma mensagem contendo Human (o Friendly Name configurado no transmissor). Você verá a mensagem de alerta em tempo real na interface de escuta MQTT:

{
  "payload": {
    "text":"Human detect"
  }
}

5.3 Configurar alertas automatizados no HA​

Crie uma regra de automação no Home Assistant para acionar ações de alerta (como notificações no celular, acionamento de alarmes, registro em log, etc.) quando payload.text na mensagem MQTT for Human detect, completando o ciclo fechado de todo o sistema de “segurança sem rede”.

6. Observações​

  • O Region e o Modem Preset LoRa do transmissor e do receptor devem ser exatamente iguais; caso contrário, a comunicação falhará
  • A Pre-Shared Key do transmissor e do receptor deve ser a mesma; caso contrário, os pacotes não poderão ser descriptografados corretamente
  • Definir Minimum Broadcast Seconds muito curto pode causar congestionamento no canal LoRa; recomenda-se mantê-lo acima de 15 segundos
  • O pino GPIO da reCamera é de nível 3,3 V, o que é compatível com o nível do pino D2 do XIAO ESP32S3, não sendo necessária conversão de nível
  • O transmissor deve ser colocado em uma posição aberta e elevada tanto quanto possível para obter a melhor distância de comunicação LoRa

7. Perguntas frequentes​

P1: E se o receptor e o transmissor não conseguirem se comunicar?​

Verifique se o Region e o Modem Preset LoRa em ambas as extremidades são exatamente iguais e se a Pre-Shared Key é idêntica. Além disso, confirme se a distância entre os dois dispositivos está dentro do alcance efetivo de comunicação LoRa e verifique se a antena está instalada corretamente.

P2: A reCamera detecta uma pessoa, mas o HA não recebe o alerta?​

Faça a verificação na seguinte ordem: se a saída de sinal GPIO da reCamera está normal (pode ser medida com um multímetro); se o Monitor Pin do módulo Detection Sensor no transmissor está corretamente configurado para 3 (D2); se as configurações de WiFi e MQTT do receptor estão corretas e se o MQTT Address foi preenchido com o IP do host do HA.

P3: Como confirmar que o receptor Meshtastic se conectou com sucesso ao WiFi e ao MQTT?​

Verifique o painel de status do dispositivo do receptor no Meshtastic Web Client para confirmar se o status do WiFi está como Connected e o status do MQTT está como Connected.

8. Recursos​

Suporte técnico e discussão sobre o produto​

Obrigado por escolher nossos produtos! Fornecemos diferentes níveis de suporte para garantir que sua experiência com nossos produtos seja a mais tranquila possível. Oferecemos vários canais de comunicação para atender a diferentes preferências e necessidades.

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