MuMo - LoRa Gateway: 25 шагов (с изображениями)

2024 Автор: John Day | [email protected]. Последнее изменение: 2024-01-30 11:47

### ОБНОВЛЕНИЕ 10-03-2021 // последняя информация / обновления будут доступны на странице github:

github.com/MoMu-Antwerp/MuMo

Что такое МуМо?

MuMo - это результат сотрудничества между отделом разработки продуктов (отделом Университета Антверпена) под названием Antwerp Design Factory и Антверпенским музеем моды.

Целью проекта является создание системы мониторинга IOT с открытым исходным кодом на основе сети LoRa.

• Это должно быть легко настроить.
• Его должно быть легко собрать.
• Он должен быть масштабируемым с точки зрения области применения.

Что содержит проект MuMo:

Узел MuMo

Узел MuMo - это маломощное устройство на батарейках AA, которое может измерять и передавать параметры окружающей среды по сети LoRa. Параметры: температура, влажность, атмосферное давление и яркость.

*** Узел MuMo может быть расширен другими функциями для использования в других приложениях. ***

MuMo Gatway

Шлюз MuMo - это активный шлюз LoRa, который может принимать и пересылать сигналы LoRa от устройства Node через Интернет. В этом проекте шлюз также будет оснащен теми же датчиками, что и устройство MuMo Node, датчиком пыли в воздухе и ловушкой для ошибок, за которой можно удаленно наблюдать с помощью камеры.

*** Шлюз не нужно оснащать датчиками или камерой. Он также может служить только для обеспечения сети LoRa (без измерения шлюза). ***

Панель управления MuMo

Панель инструментов MuMo предназначена для создания обзорного веб-приложения создаваемой сети. Он сделан удобным для пользователя с различными функциями. Дашборд можно полностью настроить под пожелания и применение пользователя.

Страница на Github:

github.com/MoMu-Antwerp/MuMo

Связанные страницы с инструкциями:

MuMo_Node:

MuMo_Gateway:

Необходимые инструменты:

• 3D-принтер с нитью
• Припой / припой
• Кусачки малые
• Пистолет для горячего клея (или другие инструменты для фиксации)
• Маленькая отвертка

Шаг 1. # Аппаратное обеспечение - заказ запасных частей

Детали на заказ:

См. Недавний обзор на странице github:

github.com/MoMu-Antwerp/MuMo/blob/master/Shopping_list.md

Шаг 2. # Аппаратное обеспечение - детали, напечатанные на 3D-принтере

Детали для 3D-печати:

1. Шлюз

   • GATEWAY_Main_Housing
   • GATEWAY_Backcover

2. Sensor_extension

   • Датчик_Корпус
   • Датчик - задняя крышка

3. Camera_extension

   • Камера_Корпус
   • Camera_Backcover
4. Trap_extension

страница github для последних файлов STL:

github.com/jokohoko/Mumo/tree/main/STL_GATEWAY

Нить для печати:

ПЭТГ (предпочтительный и более прочный)

PLA

Общие настройки печати:

• Поддержка не требуется
• Заполнение не требуется
• 0,2 высоты слоя
• 3 внешних периметра (для прочности и долговечности)

Шаг 3: # Программное обеспечение - Подготовьте SD-карту Raspberry Pi

Части:

• Raspberry Pi
• Карта Micro SD.

Инструкции:

1. Убедитесь, что SD-карта перепрограммирована и что на карте micro SD установлен образ нужной операционной системы Raspberry Pi (32-разрядная версия Raspberry Pi с настольным ПК). Перейдите по ссылке ниже, чтобы найти правильные инструкции по прошивке и подготовке карты micro SD.
2. Вставьте карту micro SD в Raspberry Pi.

Ссылка:

www.raspberrypi.org/documentation/installation/installing-images/

Шаг 4: # Аппаратное обеспечение - Подготовка датчика воздушной пыли (необязательно)

Части:

• датчик видимой пыли в воздухе
• 2 резистора (3,3 кОм)
• Доска шляпы рощи
• 2 термоусадочных рукава

Инструкции:

1. Обрежьте красный провод до разъема.
2. Отрежьте желтый провод на расстоянии 3 см от разъема.
3. Отрежьте черный провод на расстоянии 2 см от разъема.
4. Зачистите конец каждой проволоки.
5. Наденьте на желтый кабель небольшую термоусадочную муфту.
6. Наденьте большую термоусадочную муфту на желто-черный кабель.
7. Припаяйте два резистора последовательно с желтым кабелем разъема между ними.
8. Припаяйте другой желтый кабель сбоку датчика к одному из резисторов.
9. Наденьте маленькую гильзу на место пайки желтого провода, оставив один конец резистора открытым, и выполните термоусадку маленькой гильзы.
10. Припаяйте черные провода обратно вместе с еще открытым концом сопротивления между ними.
11. Наденьте большую втулку на место пайки и малую втулку и выполните термоусадку большой втулки.
12. Припаяйте красный кабель к контактам 5V (контакты 2 и 4) на плате Grove Hat (см. Изображение вида сверху).

Шаг 5: # Аппаратное обеспечение - Установка распорок (необязательно)

Части:

• Доска для шляпы Grove
• Видимый датчик пыли в воздухе
• 4 x проставки мама-папа
• 4 x проставки с внутренней резьбой
• 4 х гайка

Инструкции:

1. Установите проставки с внутренней и наружной резьбой через монтажные отверстия на плате Grove Hat.
2. Навинтите гайки на проставки с внутренней и наружной резьбой и затяните ее. (чтобы обеспечить дополнительное пространство для изгиба кабелей)
3. Накрутите проставки с внутренней и внутренней резьбой поверх гаек и затяните все.
4. Проложите красный кабель 5 В датчика пыли вдоль внутренней стороны прокладки (см. Последний рисунок).

Шаг 6: # Аппаратное обеспечение - Подключение кабеля камеры / датчика пыли / I2C (необязательно)

Части:

• Сборочный стек из шага 6

• Raspberry PiModel 3 B +
• Кабель камеры
• 2 x соединительных кабеля Grove
• 1 х длинный винт M2,5

Инструкции:

Кабель камеры:

1. Поднимите защелку кабельного разъема на Raspberry Pi (см. Первый рисунок - красный прямоугольник). Осторожно, хрупкая!
2. Вставьте кабель камеры в разъем Raspberry Pi синей стороной к разъемам USB.
3. Когда кабель в нужном месте. Верните защелку на место, чтобы закрепить кабельное соединение.
4. Пропустите кабель камеры через предусмотренное отверстие в дощатой канавке. (см. изображение доски Grove Board сверху - красный прямоугольник)
5. Совместите плату с контактами сбоку.
6. Сдвиньте его до упора, чтобы получилась стопка.
7. Чтобы закрепить стек, вставьте винт в отверстие рядом с аудиоразъемом raspberry pi. (см. изображение сверху)
8. Первая стопка укомплектована!

Датчик воздушной пыли:

Подключите разъем датчика воздушной пыли к контакту D16 платы Grove Hat. (см. изображение доски Grove Board сверху - фиолетовый прямоугольник)

Разъемы I2C:

Подключите два соединительных кабеля Grove к разъемам I2C на плате Grove Hat. Предпочтительно использовать разъемы, расположенные рядом с кабелем камеры. Это упрощает последующее использование порта HDMI. (см. изображение доски Grove Board сверху - синий прямоугольник)

Шаг 7. # Аппаратное обеспечение - встраивание стека в корпус

Части:

• Сборочный стек из шага 6
• Gateway_body 3D печать
• 3 х длинных M2,5
• 1 х М3

Инструкции:

1. Убедитесь, что карта micro SD вставлена в Raspberry Pi.
2. Вставьте датчик воздушной пыли в корпус для 3D-печати и закрепите его винтом M3.
3. Перед тем, как вставить стопку. Пропустите кабель камеры и два соединительных кабеля I2C Grove через нижнюю прорезь в корпусе.
4. Вставьте стек Pi в корпус.
5. Надавите на кабели сбоку, чтобы они не мешали.
6. Убедитесь, что перед разъемом Micro USB и HDMI нет проводов.
7. Закрепите стопку тремя винтами M2,5 через большие отверстия в передней части.

Шаг 8: # Аппаратное обеспечение - Dragino LoRa Shield

Части:

• Сборка из шага 7
• Щит Драгино LoRa
• 4 коротких винта M2,5

Инструкции:

1. Предварительно установите антенну на щит Dragino LoRa. (пока не затягивайте полностью!)
2. Вставьте щит Dragino LoRa поверх доски шляпы рощи. Совместите штифты и надавите на них до упора.
3. Закрепите плату четырьмя винтами M2,5.

Шаг 9: # Аппаратное обеспечение - Обложка

Части:

• Сборка из шага 8
• Gateway_backcover
• 2x винта M3

Инструкции:

1. Вставьте вставки задней крышки в корпус и надавите на нее.
2. Закрепил заднюю крышку двумя винтами M3.

Шаг 10: # Аппаратное обеспечение - Настройка LoRa Gatway

Части:

• Сборка из шага 9
• Периферийные устройства: экран (HDMI) / клавиатура / мышь
• Источник питания micro usb

Инструкции:

1. Подключите Raspberry к экрану с помощью кабеля HDMI.
2. Подключите мышь, клавиатуру к разъему USB.
3. Подключите кабель питания USB к Raspberry Pi в последнюю очередь. Теперь он должен начать загрузку.

Шаг 11: # Программное обеспечение - Настройка LoRa Gatway - Первый запуск Raspberry Pi

Инструкции:

1. Вы увидите экран настройки. Следуйте инструкциям на экране настройки.
2. Выберите ваш округ / сеть / настройку клавиатуры
3. В конце он найдет обновления и установит их. Пожалуйста подождите, это может занять несколько минут.

Шаг 12: # Программное обеспечение - Настройка LoRa Gatway - Получение эфирного адреса для TTN

Инструкции:

1. Откройте терминал на Raspberry Pi.
2. Введите> ifconfig wlan0:
3. Вы можете увидеть эфирный адрес Pi. (например: b5: 23: eb: fc: 55: d4)
4. Запишите его, потому что он понадобится вам при настройке шлюза в TTN.

***Примечание***

Для получения более подробной информации о настройке Dragino PG1301 обратитесь к руководству пользователя (стр. 7):

Git ссылка на pdf

Шаг 13: #TTN - регистрация / вход

Сеть вещей предоставляет набор открытых инструментов и глобальную открытую сеть для создания вашего следующего IoT-приложения по низкой цене, с максимальной безопасностью и готовностью к масштабированию.

* Если у вас уже есть учетная запись, вы можете пропустить этот шаг

Инструкции:

1. Зарегистрируйтесь в The Things Network и создайте учетную запись
2. Следуйте инструкциям на сайте TTN.
3. После регистрации войдите в свою учетную запись
4. Зайдите в свою консоль. Вы найдете его в раскрывающемся меню вашего профиля (см. Рисунок).

Шаг 14: #TTN - Создайте Gatway в TTN

Инструкции:

1. В консоли на TTN нажмите на шлюз.
2. Нажмите на зарегистрировать шлюз в правом верхнем углу, чтобы перейти на новое устройство шлюза. (см. картинку - красный квадрат)
3. Установите флажок «Я использую устаревший сервер пересылки пакетов». (см. картинку - зеленый квадрат)
4. Заполните EUI шлюза, используя эфирный адрес от Pi. Преобразуйте свой адрес, как в этом примере b5: 23: eb: fc: 55: d4 => B523EBFC55D4FFFF (см. Рисунок - зеленый прямоугольник) "FFFF" добавляется, чтобы сделать его 8-байтовым уникальным EUI.
5. Выберите свой частотный план (например, Европа - 868 МГц для Европы)
6. Выберите свой маршрутизатор (например, ttn-router-eu для Европы)
7. Укажите свое местоположение на карте. (по желанию)
8. Установите правильный флажок, в помещении или на улице.
9. Внизу страницы нажмите на кнопку «Зарегистрировать шлюз».

Шаг 15: # Программное обеспечение - Настройка LoRa Gatway - Параметры интерфейса

Инструкции:

1. В терминале введите> sudo raspi-config
2. Выберите параметры интерфейса
3. Выберите и включите SPI
4. Выберите и включите камеру
5. Выберите и включите I2C

Шаг 16: # Программное обеспечение - Настройка LoRa Gatway - Загрузите и установите LoRaWAN Packet Forwarder Включить SPi

Инструкции:

1. В терминале введите> wget
2. Это загрузит сервер пересылки пакетов с сервера Dragino в RPI.
3. В терминале введите> sudo dpkg -i lorapktfwd.deb

Шаг 17: # Программное обеспечение - Настройка LoRa Gatway - Настройка идентификатора шлюза, полосы частот и адреса сервера

Инструкции:

1. После установки зайдите в etc / lora-gateway / и откройте local_conf.json
2. Между фигурными скобками добавьте этот раздел ниже:

"gateway_ID": "B523EBFC55D4FFFF",

"server_address": "router.eu.thethings.network",

"serv_port_up": 1700,

"serv_port_down": 1700

3. Измените gateway_ID на gateway_ID, который вы использовали для настройки шлюза в TTN. (с "FFFF")

4. Сохраните документ.

Шаг 18: # Программное обеспечение - Настройка LoRa Gatway - Запуск сети LoRa

Инструкции:

1. В терминале типа>
2. sudo systemctl stop lorapktfwd
3. sudo systemctl start lorapktfwd
4. sudo systemctl включить lorapktfwd
5. Это перезапустит пересылку пакетов и убедитесь, что пересылка запускается с Raspberry Pi. Теперь ваш шлюз LoRa активен.
6. Вы должны увидеть обновление статуса до «подключен» в течение нескольких минут по TTN.

Шаг 19: # Software - Setup Gateway - Sensor / Camera - Install (optional)

Инструкции:

1. Проверьте, есть ли на вашем Raspberry Pi Python 3. В терминале введите => python3
2. Если у вас нет Python 3, следуйте этим инструкциям по установке:
3. type => sudo apt update
4. type => sudo apt install python3 idle3
5. Теперь у вас должен быть python 3. Повторите попытку с первого шага.

Активировать камеру / I2C / SPI: (возможно, вы уже сделали это в настройке LoRa)

1. В терминале введите => sudo raspi-config
2. Перейдите в Параметры интерфейса.
3. Включить камеру
4. Включить I2C
5. Включить SPI

Установите следующие библиотеки: (введите эти команды в терминале)

1. sudo apt-get update

sudo apt-get install libatlas-base-dev

2. pip3 установить numpy
3. pip3 установить opencv-python
4. pip3 установить scikit-image

расписание установки pip3

5. pip3 установить getmac
6. pip3 установить adafruit-circuitpython-bme680
7. pip3 установить adafruit-circuitpython-tsl2561
8. pip3 установить RPI. GPIO

Шаг 20: # Software - Setup Gateway - Sensor / Camera - Script Run (optional)

Инструкции:

1. Загрузите скрипт python "mumo.py" с github: ссылка на Github
2. Разместите код на рабочем столе.
3. Откройте терминал и введите> sudo nano / etc / xdg / lxsession / LXDE-pi / autostart
4. Скопируйте эту строку в конец файла> @lxterminal -e python3 /home/pi/Desktop/mumo.py
5. Сохраните файл и закройте его.
6. Теперь скрипт автоматически запустится при перезапуске.
7. Откройте код.
8. Измените на конечную точку URL. (куда отправлять данные на вашем внутреннем сервере)

Шаг 21: # Аппаратное обеспечение - расширение датчика (необязательно)

Части:

• Сборка из шага 9
• Sensor_body
• Sensor_cap
• Цифровой датчик освещенности (маленький датчик)
• Датчик BME680 (длинный датчик)
• 4 винта M2x5
• 4x винта M3

Инструкции:

1. Вставьте два соединительных кабеля I2C Grove через отверстие в крышке датчика.
2. Подключите датчик BME680 и цифровой датчик света к соединительному кабелю I2C Grove.
3. Вставьте датчик BME680 и цифровой датчик света в корпус датчика и закрепите его четырьмя винтами M2x5. Вам придется согнуть кабель, чтобы датчики встали на место, так что будьте осторожны!
4. Сдвиньте крышку sensor_cap сверху корпуса датчика, чтобы закрыть ее.
5. Закрепил крышку к корпусу двумя винтами M3.
6. Прикрепите дополнительный узел датчика к передней части шлюза двумя винтами M3. (см. рисунок - красный круг)
7. Кабели Grove, вероятно, слишком длинные. Вставьте их внутрь корпуса датчика.

Шаг 22: # Аппаратное обеспечение - Расширение камеры (необязательно)

Части:

• Сборка из шага 10
• Модуль камеры (с винтами M2,5)
• Camera_body
• Camera_cap
• 4 винта M3

Инструкции:

1. Поместите камеру и одну осветительную насадку в корпус camera_cap и закрепите ее четырьмя винтами M2,5 на модуле камеры.
2. Чтобы вставить кабель камеры, нужно вынуть черный пластиковый держатель из разъема.
3. Вставьте кабель камеры так, чтобы синяя поверхность была обращена к камере. (см. картинки)
4. Сдвиньте camera_body поверх сборки
5. Закрепил крышку camera_cap двумя винтами M3 на camera_body.
6. Закрепите камеру в сборе в нижней части корпуса шлюза двумя винтами M3 (см. Рисунок - красный кружок).
7. Вставьте выступающий кабель в корпус.

Шаг 23. # Аппаратное обеспечение - расширение для ловушки ошибок (необязательно)

Части:

• Сборка из шага 11
• Ловушка_Frame
• ловушка для жуков - липкая бумага
• 2x винта M3

Инструкции:

1. Поместите часть Trap_Frame поверх корпуса камеры. В ловушке есть место для USB-кабеля питания шлюза, поэтому проверьте правильность ориентации изображений.
2. Закрепите двумя винтами M3 с левой и правой стороны корпуса камеры.
3. Вставьте жучковую бумагу (60 x 75) мм в прорезь ловушки. Есть два слота, спереди и сзади. Это зависит от того, как вы разместите шлюз.
4. Кабель питания USB может быть вплетен между открытой конструкцией части ловушки.

Шаг 24: # Аппаратное обеспечение - установка шлюза

Шлюз снабжен множеством опций для установки шлюза.

У нас есть два гнезда для винтов, на которые можно повесить шлюз.

У нас также есть пазы для кабельных стяжек, поэтому вы можете легко прикрепить шлюз к чему угодно.

Шаг 25: # Аппаратное обеспечение - разные ориентации

Шлюз имеет модульную конструкцию, поэтому датчики и камеру можно устанавливать в разных положениях. Вы также можете создавать свои собственные компоненты и добавлять их в установку.