Φροντιστήριο LoRa GPS Tracker - LoRaWAN Με Dragino και TTN: 7 βήματα

2024 Συγγραφέας: John Day | [email protected]. Τελευταία τροποποίηση: 2024-01-30 08:31

Γεια, τι συμβαίνει, παιδιά! Akarsh εδώ από το CETech.

Μερικά έργα πίσω είχαμε μια ματιά στο LoRaWAN Gateway από το Dragino. Συνδέσαμε διαφορετικούς κόμβους στο Gateway και μεταφέραμε δεδομένα από τους κόμβους στο Gateway χρησιμοποιώντας το TheThingsNetwork ως διακομιστή. Περάσαμε όλη τη διαδικασία διαμόρφωσης του Gateway. Σε αυτό το έργο, θα πάμε αυτό το παιχνίδι ένα βήμα παραπέρα συνδέοντας ένα GPS tracker στο Gateway. Στην πραγματικότητα, θα συνδέσουμε δύο ιχνηλάτες GPS στην Πύλη ένα προς ένα.

Πρώτον, θα συνδέσουμε έναν κόμβο GPS βασισμένο σε Arduino στην Πύλη μετά τον προγραμματισμό, ώστε να μοιραστούμε δεδομένα GPS, και στη συνέχεια θα συνδέσουμε έναν έτοιμο κόμβο παρακολούθησης GPS LGT92 από το Dragino και θα συλλέξουμε δεδομένα GPS και από αυτό.

Περιμένετε, σας είπα για τη νέα πύλη από το Dragino που πρόκειται να χρησιμοποιήσουμε σήμερα. Ναι, σήμερα έχουμε μια νέα πύλη από το dragino μαζί μας την πύλη 8 καναλιών LPS8 που θα χρησιμοποιήσουμε.

Θα έχει πλάκα. Ας ξεκινήσουμε λοιπόν.

Προμήθειες:

Αγοράστε το LPS8 στην Ινδία:

Αγοράστε το LGT92 στην Ινδία:

Βήμα 1: Αποκτήστε PCB για τα κατασκευασμένα έργα σας

Το PCBGOGO, που ιδρύθηκε το 2015, προσφέρει υπηρεσίες συναρμολόγησης PCB με το κλειδί στο χέρι, συμπεριλαμβανομένης της κατασκευής PCB, συναρμολόγησης PCB, προμήθειας εξαρτημάτων, λειτουργικών δοκιμών και προγραμματισμού IC.

Οι κατασκευαστικές του βάσεις είναι εξοπλισμένες με τον πιο προηγμένο εξοπλισμό παραγωγής. Αν και είναι μόλις πέντε ετών, τα εργοστάσιά τους έχουν εμπειρία στη βιομηχανία PCB για πάνω από 10 χρόνια στις κινεζικές αγορές. Είναι κορυφαίος ειδικός στη συναρμολόγηση επιφανειών, μέσω οπών και μικτής τεχνολογίας PCB και υπηρεσιών ηλεκτρονικής κατασκευής, καθώς και συναρμολόγησης PCB με το κλειδί στο χέρι.

Το PCBGOGO παρέχει την υπηρεσία παραγγελίας από το πρωτότυπο έως τη μαζική παραγωγή, ενώστε τους τώρα για να γιορτάσουμε τα Χριστούγεννα και την Πρωτοχρονιά με στυλ! Προσφέρουν μεγάλες εκπτώσεις κουπονιών μαζί με δώρα έκπληξη με τις παραγγελίες σας και πραγματοποιούνται πολλά άλλα δώρα !!!!

Βήμα 2: Σχετικά με το LPS8 Dragino Gateway

Το LPS8 είναι μια εσωτερική πύλη LoRaWAN ανοιχτού κώδικα. Σε αντίθεση με την πύλη ενός καναλιού LG01-P. Το LPS8 είναι μια πύλη 8 καναλιών που σημαίνει ότι μπορούμε να συνδέσουμε περισσότερους κόμβους σε αυτήν και μπορούμε εύκολα να χειριστούμε συγκριτικά μεγαλύτερη κίνηση LoRa. Το LPS8 Gateway τροφοδοτείται από έναν συμπυκνωτή SX1308 LoRa και δύο πομποδέκτες LoRa 1257. Διαθέτει θύρα υποδοχής USB και είσοδο τροφοδοσίας USB τύπου C. Εκτός από αυτό, έχει επίσης μια θύρα ethernet που μπορεί να χρησιμοποιηθεί για σκοπούς σύνδεσης. Αλλά δεν πρόκειται να το χρησιμοποιήσουμε σήμερα καθώς θα το συνδέσουμε χρησιμοποιώντας Wi-Fi. Στο μπροστινό μέρος της Πύλης, έχουμε 4 LED κατάστασης για τροφοδοσία, Wifi Access Point, θύρα Ethernet και σύνδεση στο Internet.

Αυτή η πύλη μας επιτρέπει να γεφυρώσουμε το ασύρματο δίκτυο LoRa σε δίκτυο IP μέσω Wi-Fi ή Ethernet. Το LPS8 χρησιμοποιεί ένα πρόγραμμα αποστολής πακέτων Semtech και είναι πλήρως συμβατό με το πρωτόκολλο LoRaWAN. Ο συμπυκνωτής LoRa σε αυτήν την πύλη παρέχει 10 προγραμματιζόμενες παράλληλες διαδρομές αποδιαμόρφωσης. Έρχεται με προκαθορισμένες τυπικές ζώνες συχνοτήτων LoRaWAN που θα χρησιμοποιούνται σε διαφορετικές χώρες. Ορισμένα χαρακτηριστικά του LPS8 LoRaWAN Gateway είναι:

1. Είναι ένα σύστημα ανοιχτού κώδικα OpenWrt.
2. Μιμείται 49x αποδιαμορφωτές LoRa.
3. Διαθέτει 10 προγραμματιζόμενες παράλληλες διαδρομές αποδιαμόρφωσης.

Για να πάρετε μια λεπτομερή ανάγνωση σχετικά με την πύλη LPS8. Μπορείτε να ανατρέξετε στο φύλλο δεδομένων του από εδώ και στο εγχειρίδιο χρήστη από εδώ.

Βήμα 3: Σχετικά με το LGT92 LoRaWAN GPS Tracker

Το Dragino LoRaWAN GPS Tracker LGT-92 είναι ένας ιχνηλάτης GPS ανοιχτού κώδικα που βασίζεται σε Ultra Low Power STM32L072 MCU και SX1276/1278 LoRa Module.

Το LGT-92 περιλαμβάνει μονάδα GPS χαμηλής ισχύος L76-L και επιταχυνσιόμετρο 9 αξόνων για ανίχνευση κίνησης και υψομέτρου. Η ισχύς τόσο για τη μονάδα GPS όσο και για το επιταχυνσιόμετρο μπορεί να ελεγχθεί από το MCU για να επιτευχθεί το καλύτερο ενεργειακό προφίλ για διαφορετικές εφαρμογές. Η ασύρματη τεχνολογία LoRa που χρησιμοποιείται στο LGT-92 επιτρέπει στον χρήστη να στέλνει δεδομένα και να φτάνει σε εξαιρετικά μεγάλα εύρη με χαμηλούς ρυθμούς δεδομένων. Παρέχει επικοινωνία φάσματος εξαιρετικά μεγάλης εμβέλειας και υψηλή ανοσία παρεμβολών ελαχιστοποιώντας ταυτόχρονα την τρέχουσα κατανάλωση. Στοχεύει σε υπηρεσίες επαγγελματικής παρακολούθησης. Διαθέτει επίσης ένα κουμπί SOS έκτακτης ανάγκης, το οποίο όταν πατηθεί στέλνει ένα μήνυμα για το οποίο έχει διαμορφωθεί. Είναι ένας μικρός ελαφρύς κόμβος που διατίθεται σε δύο παραλλαγές οι οποίες είναι:

• LGT-92-Li: Τροφοδοτείται από επαναφορτιζόμενη μπαταρία ιόντων λιθίου 1000mA και κύκλωμα φόρτισης, το οποίο χρησιμοποιείται για παρακολούθηση σε πραγματικό χρόνο με σύντομη ανοδική σύνδεση.
• LGT-92-AA: Απενεργοποιήστε το κύκλωμα φόρτισης για να έχετε τη χαμηλότερη κατανάλωση ενέργειας και ισχύ απευθείας από μπαταρίες ΑΑ. Αυτό έχει σχεδιαστεί για την παρακολούθηση στοιχείων, όπου χρειάζεται μόνο να ανασυνδέεται μερικές φορές κάθε μέρα.

Εδώ θα χρησιμοποιήσουμε την παραλλαγή LGT-92-Li. Ορισμένες δυνατότητες αυτού του GPS Tracker είναι όπως αναφέρονται παρακάτω:

• Συμβατό με το LoRaWAN 1.0.3
• Τακτική/ Παρακολούθηση GPS σε πραγματικό χρόνο
• Ενσωματωμένο επιταχυνσιόμετρο 9 αξόνων
• Δυνατότητα ανίχνευσης κίνησης
• Παρακολούθηση ισχύος
• Κλιπ φόρτισης με θύρα USB (για LGT-92-LI)
• Ισχύς μπαταρίας ιόντων λιθίου 1000mA (για LGT-92-LI)
• LED τριών χρωμάτων,
• Κουμπί συναγερμού
• Ζώνες: CN470/EU433/KR920/US915/EU868/AS923/AU915AT Εντολές για αλλαγή παραμέτρων

Για περισσότερες λεπτομέρειες σχετικά με το LGT92, μπορείτε να ανατρέξετε στο φύλλο δεδομένων αυτού του προϊόντος από εδώ και στο εγχειρίδιο χρήσης του προϊόντος από εδώ.

Βήμα 4: Ρύθμιση του κόμβου: Κόμβος GPS Tracker με βάση το Arduino

Σε αυτό το βήμα, θα δημιουργήσουμε τον πρώτο τύπο κόμβου παρακολούθησης GPS που πρόκειται να συνδέσουμε με την πύλη Dragino, δηλαδή τον κόμβο GPS που βασίζεται σε Arduino. Αυτός ο κόμβος διαθέτει ενσωματωμένο τσιπ GPS. Αν και μπορούμε επίσης να συνδέσουμε μια επιπλέον κεραία GPS σε αυτήν, θα εξακολουθούσα να χρησιμοποιώ την ενσωματωμένη. Ο κόμβος GPS Tracker είναι βασικά μια ασπίδα GPS συνδεδεμένη με το Arduino. Η μονάδα LoRa που συνδέεται με αυτήν είναι σε μορφή Zigbee και είναι μια μονάδα SX1276 LoRa. Πριν το συνδέσουμε με το Dragino Gateway, πρέπει να ρυθμίσουμε και να διαμορφώσουμε το Gateway με το TheThingsNetwork. Η διαδικασία για αυτό είναι παρόμοια με αυτήν που χρησιμοποιήσαμε για τη διαμόρφωση του LG01-P Gateway. Μπορείτε να ελέγξετε αυτό το βίντεο για τη διαδικασία διαμόρφωσης από εδώ και μπορείτε επίσης να ανατρέξετε στο Instructables για το συγκεκριμένο έργο από εδώ. Αφού κάνετε τη ρύθμιση Gateway. Τώρα πρέπει να κάνουμε τις συνδέσεις για να λειτουργήσει ο κόμβος. Καθώς το τμήμα GPS είναι συνδεδεμένο ως ασπίδα, δεν χρειάζεται κανένα καλώδιο και όλα. Απλώς πρέπει να συνδέσουμε δύο καλώδια βραχυκυκλωτήρων που είναι οι ακίδες GPS-Rx και GPS-Tx που πρέπει να συνδεθούν με τις ψηφιακές ακίδες 3 και 4 αντίστοιχα. Όταν αγοράζεται ο κόμβος, έχει κίτρινα άλματα στους πείρους που πρέπει να συνδέσουμε. Αφαιρέστε πρώτα αυτούς τους βραχυκυκλωτήρες και, στη συνέχεια, μπορείτε να κάνετε τις συνδέσεις. Αφού πραγματοποιήσουμε αυτές τις απλές συνδέσεις, τώρα ήρθε η ώρα να ανεβάσουμε τον κώδικα σε αυτόν τον κόμβο, κάτι που θα κάνουμε στο επόμενο βήμα.

Μπορείτε να πάρετε μια λεπτομερή περιγραφή του GPS Shield από εδώ.

Βήμα 5: Προγραμματισμός του κόμβου GPS που βασίζεται σε Arduino

Σε αυτό το βήμα, θα ανεβάσουμε το πρόγραμμα στον κόμβό μας που βασίζεται σε Arduino. Για αυτό, πρέπει να ανατρέξετε στο αποθετήριο GitHub για αυτό το έργο από εδώ και να ακολουθήσετε τα παρακάτω βήματα:

1. Προχωρήστε στο αποθετήριο Github. Εκεί θα δείτε ένα αρχείο με το όνομα "Arduino LoRaWAN GPS Tracker.ino". Ανοίξτε αυτό το αρχείο. Είναι ο κώδικας που πρέπει να μεταφορτωθεί στο Arduino, οπότε αντιγράψτε αυτόν τον κώδικα και επικολλήστε τον στο ID του Arduino.

2. Μεταβείτε στην κονσόλα TheThingsNetwork. Εκεί πρέπει να δημιουργήσετε μια εφαρμογή για να της δώσετε τυχαίο αναγνωριστικό εφαρμογής, κάποια περιγραφή αν θέλετε και μετά κάντε κλικ στο κουμπί "Προσθήκη εφαρμογής". Μόλις προστεθεί η εφαρμογή, μεταβείτε στην καρτέλα συσκευές.

3. Εκεί πρέπει να καταχωρίσετε μία συσκευή. Δώστε ένα μοναδικό αναγνωριστικό συσκευής στη συσκευή. Δημιουργήστε μια τυχαία συσκευή συσκευής EUI και εφαρμογή EUI και πατήστε το κουμπί εγγραφής.

4. Μόλις γίνει αυτό, πρέπει να μεταβείτε στις ρυθμίσεις και να αλλάξετε τη μέθοδο ενεργοποίησης από OTAA σε ABP και μετά κάντε κλικ στο κουμπί αποθήκευσης.

5. Από τη σελίδα Επισκόπηση συσκευής αντιγράψτε τη διεύθυνση της συσκευής και επικολλήστε την στον κωδικό που έχει δημοσιευτεί στο Arduino IDE στην αντίστοιχη θέση της. Στη συνέχεια, αντιγράψτε το Κλειδί σύνδεσης δικτύου και το Κλειδί περιόδου λειτουργίας εφαρμογής με κωδικοποιημένη μορφή και επικολλήστε τα επίσης στον κώδικα.

6. Μόλις γίνει αυτό, συνδέστε το Arduino στον υπολογιστή σας. Επιλέξτε τη σωστή θύρα COM και πατήστε το κουμπί μεταφόρτωσης. Μόλις ανέβει ο κώδικας. Ανοίξτε το Serial Monitor με ρυθμό baud 9600 και θα δείτε ορισμένα δεδομένα στη σειριακή οθόνη που συμβολίζει ότι η μετάδοση δεδομένων συνεχίζεται.

7. Μετά από αυτό, επιστρέψτε στην κονσόλα TheThingsNetwork και ανοίξτε την εφαρμογή που δημιουργήσαμε. Κάντε κλικ στο κουμπί Μορφές φορτίου. Επιστρέψτε στο αποθετήριο Github εκεί θα δείτε ένα αρχείο με το όνομα "Arduino GPS Tracker Payload". Ανοίξτε αυτό το αρχείο και αντιγράψτε τον μικρό κώδικα που γράφτηκε εκεί και επικολλήστε τον κάτω από τις μορφές ωφέλιμου φορτίου. Μετά από αυτό, αποθηκεύστε τις λειτουργίες ωφέλιμου φορτίου. Αυτή η συνάρτηση ωφέλιμου φορτίου χρησιμοποιείται για την αποκωδικοποίηση των δεδομένων που αποστέλλονται από τον κόμβο GPS.

Σε αυτό, τελειώσαμε με το τμήμα Προγραμματισμού και για τον κόμβο. Εάν μεταβείτε στην καρτέλα Δεδομένα, θα δείτε ορισμένα τυχαία δεδομένα εκεί πριν εφαρμοστεί η συνάρτηση ωφέλιμου φορτίου. Μόλις όμως εφαρμοστεί η συνάρτηση ωφέλιμου φορτίου. Στη συνέχεια, θα δείτε ορισμένα σημαντικά δεδομένα, όπως το Γεωγραφικό πλάτος, το Γεωγραφικό μήκος και ένα μήνυμα που λέει τη συνάρτηση TTN Payload. Αυτό δείχνει ότι ο κόμβος είναι επιτυχώς συνδεδεμένος και η μετάδοση δεδομένων συνεχίζεται επίσης. Δεδομένου ότι αυτός ο κόμβος δεν είναι συνδεδεμένος με τους δορυφόρους GPS, αυτός είναι ο λόγος για τον οποίο απαιτείται χρόνος στη μετάδοση δεδομένων, αλλά χρειάζεται επίσης εάν τον κρατήσουμε σε ανοιχτό ουρανό και προσθέσουμε μια επιπλέον κεραία, τότε μπορούμε να βελτιώσουμε σημαντικά την απόδοση αυτού.

Βήμα 6: Ρύθμιση του κόμβου παρακολούθησης GPS LGT-92

Μέχρι τώρα, έχουμε κάνει τη ρύθμιση και τη διαμόρφωση του κόμβου Arduino GPS και έχουμε στείλει δεδομένα μέσω αυτού και στην πύλη. Αλλά όπως μπορείτε να δείτε ότι ο κόμβος Arduino είναι λίγο ογκώδης και όχι πολύ εμφανίσιμος. Αλλά μην ανησυχείτε καθώς έχουμε τον κόμβο LGT-92 GPS Tracker από το Dragino. Είναι ένας ελαφρύς όμορφος κόμβος παρακολούθησης GPS, ο οποίος έχει δομή παρόμοια με αυτή του κόμβου Arduino στο εσωτερικό, αλλά στο εξωτερικό, έχει έναν πίνακα που έχει ένα μεγάλο κόκκινο κουμπί SOS που στέλνει δεδομένα έκτακτης ανάγκης στην πύλη όταν πατηθεί και από την πύλη, μπορούμε να το διαβάσουμε. Διαθέτει επίσης ένα πολύχρωμο LED που ανάβει για να συμβολίζει διαφορετικά πράγματα. Υπάρχει κουμπί ενεργοποίησης/απενεργοποίησης στη δεξιά πλευρά. Έρχεται με μερικά αξεσουάρ, όπως ένα λουρί για να το δέσετε κάπου και επίσης ένα καλώδιο USB που μπορεί να χρησιμοποιηθεί για να το συνδέσετε σε μετατροπέα USB σε σειριακό και από εκεί μπορείτε να το συνδέσετε στον υπολογιστή σας. Στην περίπτωσή μας, δεν χρειάζεται να κάνουμε καμία κωδικοποίηση καθώς το LGT-92 έρχεται προδιαμορφωμένο. Το κουτί που έρχεται έχει ορισμένα δεδομένα, όπως το Device EUI και άλλα πράγματα, οπότε πρέπει να κρατήσουμε το κουτί με ασφάλεια μαζί μας.

Ερχόμαστε τώρα στο τμήμα διαμόρφωσης. Πρέπει να δημιουργήσουμε μια εφαρμογή όπως κάναμε στην περίπτωση του κόμβου Arduino GPS. Αλλά πρέπει να κάνετε κάποιες αλλαγές που δίνονται παρακάτω:

1. Όταν μπαίνουμε στην καρτέλα EUI κάτω από τις ρυθμίσεις βλέπουμε ότι υπάρχει ήδη ένα προεπιλεγμένο EUI. Πρέπει να αφαιρέσουμε αυτό το EUI και να εισαγάγουμε την εφαρμογή EUI που υπάρχει στο κουτί του LGT-92.

2. Τώρα πρέπει να δημιουργήσουμε μια συσκευή και μέσα στις ρυθμίσεις της συσκευής, πρέπει να εισαγάγουμε τη συσκευή EUI της συσκευής και το κλειδί εφαρμογής που θα βρούμε στο πλαίσιο. Καθώς εισάγονται αυτά τα δύο, η συσκευή μας καταγράφεται και είναι έτοιμη για χρήση.

Με αυτόν τον τρόπο, γίνεται η διαμόρφωση και η συσκευή μας είναι έτοιμη να χρησιμοποιηθεί ως κόμβος.

Βήμα 7: Δοκιμή της λειτουργίας του LGT-92

Μέχρι το προηγούμενο βήμα, τελειώσαμε με τη ρύθμιση, το τμήμα διαμόρφωσης και την εγγραφή συσκευής του κόμβου LGT-92 GPS Tracker. Τώρα όταν ανοίγουμε το LGT-92 θα δούμε ένα πράσινο φως ενώ ανάβει. Καθώς η συσκευή θα ανάψει, το φως θα σβήσει και θα αναβοσβήνει μετά από συγκεκριμένο χρονικό διάστημα. Το φως που αναβοσβήνει θα είναι μπλε, το οποίο δείχνει ότι τα δεδομένα αποστέλλονται εκείνη τη στιγμή. Τώρα, όταν μεταβούμε στην καρτέλα Δεδομένα, θα δούμε ότι υπάρχουν τυχαία δεδομένα. Πρέπει λοιπόν να αλλάξουμε τη μορφή φόρτωσης όπως κάναμε για τον κόμβο Arduino. Προχωρήστε στο αποθετήριο Github όπου θα δείτε ένα αρχείο με το όνομα "LGT-92 GPS Tracker Payload". Ανοίξτε το αρχείο και αντιγράψτε τον κωδικό που είναι γραμμένος εκεί. Τώρα επιστρέψτε στην κονσόλα TheThingsNetwork, εκεί πρέπει να μεταβείτε στην καρτέλα Μορφή φόρτου και να επικολλήσετε τον κώδικα εκεί. Αποθηκεύστε τις αλλαγές και τελειώστε. Τώρα, όταν επιστρέψετε στην καρτέλα Δεδομένα, θα δείτε ότι τώρα τα δεδομένα είναι σε κάποια κατανοητή μορφή. Εκεί θα δείτε δεδομένα όπως η τάση της μπαταρίας, το γεωγραφικό πλάτος, το γεωγραφικό μήκος, κλπ. Επίσης θα δείτε κάποια δεδομένα που λένε Alarm_status: False που δείχνει ότι το κουμπί SOS δεν είναι πατημένο.

Με αυτόν τον τρόπο, ρίξαμε μια ματιά στον κόμβο LPS-8 Dragino Gateway και LGT-92 GPS Tracker και τους διαμορφώσαμε να στέλνουν και να λαμβάνουν δεδομένα τοποθεσίας. Αυτές οι συσκευές μπορεί να είναι πολύ χρήσιμες για την κατασκευή έργων που βασίζονται σε LoRa. Θα προσπαθήσω να κάνω κάποια έργα μαζί τους και στο μέλλον. Ελπίζω να σας άρεσε αυτό το σεμινάριο. Ανυπομονώ να σας δω την επόμενη φορά.