Учебное пособие по LoRa GPS Tracker - LoRaWAN с Dragino и TTN: 7 шагов

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

Привет, как дела, ребята! Акарш здесь из CETech.

Пару проектов назад мы посмотрели на LoRaWAN Gateway от Dragino. Мы подключили разные узлы к шлюзу и передавали данные от узлов к шлюзу, используя TheThingsNetwork в качестве сервера. Мы прошли весь процесс настройки шлюза. В этом проекте мы собираемся сделать еще один шаг в этой игре, подключив GPS-трекер к шлюзу. Фактически, мы будем подключать к шлюзу два GPS-трекера один за другим.

Во-первых, мы подключим узел GPS на базе Arduino к шлюзу после программирования, чтобы поделиться данными GPS, а после этого мы подключим готовый узел GPS-трекера LGT92 от Dragino и будем собирать данные GPS с него.

Подождите, я уже рассказывал вам о новом шлюзе от Dragino, который мы собираемся использовать сегодня. Да, сегодня у нас есть новый шлюз от dragino, с нами 8-канальный шлюз LPS8, который мы будем использовать.

Это будет весело. Итак, приступим.

Запасы:

Купите LPS8 в Индии:

Купите LGT92 в Индии:

Шаг 1. Получите печатные платы для ваших проектов

Компания PCBGOGO, основанная в 2015 году, предлагает услуги по сборке печатных плат под ключ, включая изготовление печатных плат, сборку печатных плат, поиск компонентов, функциональное тестирование и программирование интегральных схем.

Его производственные базы оснащены самым современным производственным оборудованием. Хотя ей всего пять лет, их заводы имеют более чем 10-летний опыт работы на китайских рынках в индустрии печатных плат. Она является ведущим специалистом в области поверхностного монтажа, сквозного монтажа и сборки печатных плат с использованием смешанных технологий и услуг по производству электроники, а также сборке печатных плат под ключ.

PCBGOGO предоставляет услуги по заказу от прототипа до серийного производства, присоединяйтесь к ним сейчас, чтобы отпраздновать Рождество и Новый год стильно! Они предлагают большие скидки по купонам вместе с подарками-сюрпризами к вашим заказам, и проводится еще много розыгрышей !!!!

Шаг 2: О LPS8 Dragino Gateway

LPS8 - это внутренний шлюз LoRaWAN с открытым исходным кодом. В отличие от одноканального шлюза LG01-P. LPS8 - это 8-канальный шлюз, что означает, что мы можем подключать к нему больше узлов и легко обрабатывать сравнительно больший трафик LoRa. Шлюз LPS8 питается от одного концентратора LoRa SX1308 и двух трансиверов LoRa 1257. Он имеет порт USB-хоста и вход питания USB типа C. Кроме того, он также имеет порт Ethernet, который можно использовать для подключения. Но мы не собираемся использовать это сегодня, так как мы собираемся подключать его через Wi-Fi. На передней части шлюза у нас есть 4 светодиода состояния для источника питания, точки доступа Wi-Fi, порта Ethernet и подключения к Интернету.

Этот шлюз позволяет нам соединить беспроводную сеть LoRa с IP-сетью через Wi-Fi или Ethernet. LPS8 использует пересылку пакетов Semtech и полностью совместим с протоколом LoRaWAN. Концентратор LoRa в этом шлюзе обеспечивает 10 программируемых параллельных каналов демодуляции. Он поставляется с предварительно настроенными стандартными полосами частот LoRaWAN для использования в разных странах. Некоторые особенности шлюза LPS8 LoRaWAN:

1. Это система OpenWrt с открытым исходным кодом.
2. Имитирует 49-кратные демодуляторы LoRa.
3. Имеет 10 программируемых параллельных каналов демодуляции.

Чтобы получить подробную информацию о шлюзе LPS8. Вы можете обратиться к его техническому описанию здесь и к руководству пользователя здесь.

Шаг 3. О GPS-трекере LGT92 LoRaWAN

GPS-трекер Dragino LoRaWAN LGT-92 - это GPS-трекер с открытым исходным кодом, основанный на микроконтроллере со сверхнизким энергопотреблением STM32L072 и модуле SX1276 / 1278 LoRa.

LGT-92 включает в себя модуль GPS с низким энергопотреблением L76-L и 9-осевой акселерометр для определения движения и высоты. Питание модуля GPS и акселерометра может контролироваться микроконтроллером для достижения наилучшего энергетического профиля для различных приложений. Беспроводная технология LoRa, используемая в LGT-92, позволяет пользователю отправлять данные и достигать чрезвычайно больших расстояний при низких скоростях передачи данных. Он обеспечивает сверхдальную связь с расширенным спектром и высокую помехоустойчивость при минимальном потреблении тока. Он нацелен на профессиональные службы отслеживания. На нем также есть аварийная кнопка SOS, которая при нажатии отправляет сообщение, для которого он настроен. Это небольшой легкий узел, который представлен в двух вариантах:

• LGT-92-Li: он питается от перезаряжаемой литий-ионной батареи емкостью 1000 мА и схемы зарядки, которая используется для отслеживания в реальном времени с коротким отслеживанием восходящей линии связи.
• LGT-92-AA: отключите цепь зарядки, чтобы получить наименьшее энергопотребление и питание непосредственно от батареек AA. Это предназначено для отслеживания активов, когда нужно всего несколько раз в день устанавливать аплинкинг.

Здесь мы будем использовать вариант LGT-92-Li. Некоторые особенности этого GPS-трекера указаны ниже:

• Совместимость с LoRaWAN 1.0.3
• Регулярное / в режиме реального времени GPS-слежение
• Встроенный 9-осевой акселерометр
• Возможность обнаружения движения
• Мониторинг мощности
• Зарядный зажим с USB-портом (для LGT-92-LI)
• Литий-ионный аккумулятор 1000 мА (для LGT-92-LI)
• Трехцветный светодиод,
• Тревожная кнопка
• Диапазоны: CN470 / EU433 / KR920 / US915 / EU868 / AS923 / AU915AT Команды для изменения параметров

Для получения дополнительных сведений о LGT92 вы можете обратиться к техническому описанию этого продукта здесь и к руководству пользователя продукта здесь.

Шаг 4: Настройка узла: узел GPS-трекера на базе Arduino

На этом этапе мы собираемся настроить первый тип узла GPS-трекера, который мы собираемся подключить к нашему шлюзу Dragino, то есть узлу GPS на основе Arduino. Этот узел имеет встроенный GPS-чип. Хотя мы также можем подключить к нему дополнительную антенну GPS, я бы все равно использовал бортовую. Узел GPS Tracker - это, по сути, экран GPS, подключенный к Arduino. Подключенный к нему модуль LoRa имеет формат Zigbee и является модулем LoRa SX1276. Перед подключением его к шлюзу Dragino нам необходимо установить и настроить шлюз с помощью TheThingsNetwork. Этот процесс аналогичен тому, который мы использовали для настройки шлюза LG01-P. Вы можете просмотреть это видео, чтобы узнать о процессе настройки здесь, а также можете обратиться к инструкциям для этого проекта отсюда. После настройки шлюза. Теперь нам нужно выполнить соединения, чтобы узел функционировал. Поскольку часть GPS подключается как экран, нет необходимости в каких-либо проводах и все такое. Нам просто нужно подключить два соединительных кабеля, которые являются контактами GPS-Rx и GPS-Tx, которые необходимо подключить к цифровым контактам 3 и 4 соответственно. Когда узел куплен, у него есть желтые перемычки на контактах, которые нам нужно подключить. Сначала удалите эти перемычки, затем вы сможете выполнять соединения. После выполнения этих простых подключений пришло время загрузить код в этот узел, что мы и сделаем на следующем шаге.

Вы можете получить подробное описание GPS Shield здесь.

Шаг 5: Программирование узла GPS на базе Arduino

На этом этапе мы собираемся загрузить программу в наш узел на базе Arduino. Для этого вам нужно обратиться к репозиторию GitHub для этого проекта отсюда и выполнить шаги, указанные ниже:

1. Перейдите в репозиторий Github. Там вы увидите файл с именем «Arduino LoRaWAN GPS Tracker.ino». Откройте этот файл. Это код, который необходимо загрузить в Arduino, поэтому скопируйте этот код и вставьте его в IDE Arduino.

2. Перейдите в консоль TheThingsNetwork. Там вам нужно создать приложение, дать ему любой случайный идентификатор приложения, какое-то описание, если хотите, и после этого нажать кнопку «Добавить приложение». Как только приложение будет добавлено, перейдите на вкладку устройств.

3. Там нужно зарегистрировать одно устройство. Дайте устройству уникальный идентификатор устройства. Создайте случайный EUI для устройства и EUI для приложения и нажмите кнопку регистрации.

4. Как только это будет сделано, вам нужно перейти к настройкам и переключить метод активации с OTAA на ABP, а затем нажать кнопку «Сохранить».

5. Со страницы обзора устройства скопируйте адрес устройства и вставьте его в код, опубликованный в Arduino IDE в соответствующем месте. После этого скопируйте ключ сеанса сети и ключ сеанса приложения в закодированном формате и также вставьте их в код.

6. Как только это будет сделано, подключите Arduino к вашему ПК. Выберите правильный COM-порт и нажмите кнопку загрузки. Как только код будет загружен. Откройте Serial Monitor со скоростью 9600 бод, и вы увидите некоторые данные на последовательном мониторе, который символизирует передачу данных.

7. После этого вернитесь в консоль TheThingsNetwork и откройте созданное нами приложение. Там нажмите кнопку «Форматы полезной нагрузки». Вернитесь в репозиторий Github, там вы увидите файл с именем «Arduino GPS Tracker Payload». Откройте этот файл, скопируйте небольшой код, написанный там, и вставьте его в форматы полезной нагрузки. После этого сохраните полезные функции. Эта функция полезной нагрузки используется для декодирования данных, отправленных узлом GPS.

На этом мы закончили с частью программирования для узла. Если вы перейдете на вкладку «Данные», вы увидите там случайные данные до применения функции полезной нагрузки. Но как только применяется функция полезной нагрузки. Затем вы увидите некоторые значимые данные, такие как широта, долгота и сообщение о функции TTN Payload. Это показывает, что узел успешно подключен и передача данных также продолжается. Поскольку этот узел не привязан к спутникам GPS, поэтому для передачи данных требуется время, но это также происходит, если мы держим его под открытым небом и добавляем дополнительную антенну, тогда мы можем значительно улучшить его производительность.

Шаг 6. Настройка узла GPS-трекера LGT-92

К настоящему времени мы выполнили настройку и настройку узла GPS Arduino, а также отправили данные через него на шлюз. Но, как видите, узел Arduino немного громоздкий и не очень презентабельный. Но не волнуйтесь, у нас есть узел GPS-трекера LGT-92 от Dragino. Это легкий красивый узел GPS-трекера, который имеет структуру, аналогичную структуре узла Arduino изнутри, но снаружи у него есть панель с большой красной кнопкой SOS, которая отправляет аварийные данные на шлюз при нажатии и из шлюз, мы можем это прочитать. Он также имеет многоцветный светодиод, который загорается, чтобы обозначить разные вещи. На правой стороне находится кнопка включения / выключения питания. Он поставляется с некоторыми аксессуарами, такими как ремешок, чтобы привязать его где-нибудь, а также USB-кабель, который можно использовать для подключения его к преобразователю USB в последовательный порт, а оттуда вы можете подключить его к своему ПК. В нашем случае нам не нужно кодировать, поскольку LGT-92 поставляется предварительно сконфигурированным. Коробка, в которой он поставляется, содержит некоторые данные, такие как EUI устройства и другие вещи, поэтому нам нужно надежно хранить коробку при себе.

Теперь перейдем к настройке. Нам нужно создать приложение, как мы это сделали в случае узла Arduino GPS. Но необходимо внести некоторые изменения, указанные ниже:

1. Когда мы заходим на вкладку EUI под настройками, мы видим, что уже есть EUI по умолчанию. Нам нужно удалить этот EUI и ввести приложение EUI, которое есть на коробке LGT-92.

2. Теперь нам нужно создать устройство и в настройках устройства нам нужно ввести EUI устройства и ключ приложения, которые мы получим на коробке. Когда эти два введены, наше устройство регистрируется и готово к использованию.

Таким образом, настройка завершена, и наше устройство готово к использованию в качестве узла.

Шаг 7: Тестирование работы LGT-92

До предыдущего шага мы закончили настройку, настройку и регистрацию устройства нашего узла GPS-трекера LGT-92. Теперь, когда мы включаем LGT-92, мы увидим зеленый свет, пока он включается. Когда устройство включится, индикатор погаснет и начнет мигать через определенное время. Мигающий индикатор будет синего цвета, что означает, что данные отправлены в это время. Теперь, когда мы перейдем на вкладку «Данные», мы увидим, что там есть какие-то случайные данные. Поэтому нам нужно изменить формат полезной нагрузки, как мы это сделали для узла Arduino. Перейдите в репозиторий Github, где вы увидите файл с именем «LGT-92 GPS Tracker Payload». Откройте файл и скопируйте написанный там код. Теперь вернитесь в консоль TheThingsNetwork, там вам нужно перейти на вкладку Payload Format и вставить туда код. Сохраните изменения, и все готово. Теперь, когда вы вернетесь на вкладку «Данные», вы увидите, что теперь данные представлены в каком-то понятном формате. Там вы увидите такие данные, как напряжение батареи, широта, долгота и т. Д., А также некоторые данные, говорящие о Alarm_status: False, которые показывают, что кнопка SOS не нажата.

Таким образом, мы познакомились с шлюзом LPS-8 Dragino и узлом GPS-трекера LGT-92 и настроили их для отправки и получения данных о местоположении. Эти устройства могут быть очень полезны при создании проектов на основе LoRa. В будущем я попробую поработать с ними над некоторыми проектами. Надеюсь, вам понравился этот урок. Жду встречи с вами в следующий раз.