MuMo - LoRa Gateway: 25 koraka (sa slikama)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Zadnja promjena: 2024-01-30 09:32

### UPDATE 10-03-2021 // najnovije informacije / ažuriranja bit će dostupne na stranici github:

github.com/MoMu-Antwerp/MuMo

Što je MuMo?

MuMo je suradnja između razvoja proizvoda (odjel Sveučilišta u Antwerpenu) pod nazivom Antwerpen Design Factory i Muzeja mode u Antwerpenu.

Cilj projekta je izgradnja IOT nadzornog sustava otvorenog koda temeljenog na LoRa mreži.

• Trebalo bi biti jednostavno postaviti.
• Trebalo bi ga biti lako sastaviti.
• Mora biti skalabilan u smislu područja primjene.

Što projekt MuMo sadrži:

MuMo čvor

MuMo čvor je uređaj male snage na AA baterijama koji može mjeriti i prenositi parametre okoliša preko LoRa mreže. Parametri su temperatura, vlaga, tlak u okolini i svjetlina.

*** Čvor MuMo može se proširiti drugim funkcionalnostima za upotrebu u drugim aplikacijama. ***

MuMo Gatway

MuMo Gateway je aktivni LoRa pristupnik koji može primati i prosljeđivati LoRa signale s Node uređaja putem interneta. U ovom projektu gateway će također biti opremljen istim senzorima uređaja MuMo Node, senzorom zračne prašine i hvatačem grešaka koji se može daljinski nadzirati kamerom.

*** Gateway ne mora biti opremljen senzorima ili kamerom. Također može poslužiti samo za pružanje LoRa mreže (nemjerljivi pristupnik). ***

Nadzorna ploča MuMo

Nadzorna ploča MuMo je predviđena za izradu web aplikacije za pregled mreže koja se stvara. Napravljen je prilagođen korisniku s različitim funkcionalnostima. Nadzorna ploča može se u potpunosti prilagoditi željama i primjeni korisnika.

Github stranica:

github.com/MoMu-Antwerp/MuMo

Povezane stranice s uputama:

MuMo_Node:

MuMo_Gateway:

Potrebni alati:

• 3D pisač sa žarnom niti
• Lemljeno željezo / lemljenje
• Mala kliješta za rezanje
• Pištolj za vruće ljepilo (ili neki drugi alat za pričvršćivanje)
• Mali odvijač

Korak 1: #Hardver - Naručivanje dijelova

Dijelovi za naručivanje:

Nedavni pregled potražite na stranici github:

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

Korak 2: #Hardver - 3D ispisani dijelovi

Dijelovi za 3D ispis:

1. Gateway

   • GATEWAY_Glavno_Kućište
   • GATEWAY_Pozadina

2. Sensor_extension

   • Senzor_Kućište
   • Osjetnik_Pozadina

3. Camera_extension

   • Kamera_Kućište
   • Kamera_Pozadinski omot
4. Proširenje zamke

stranicu github za najnovije STL datoteke:

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

Tiskana nit:

PETG (preferirano i izdržljivije)

PLA

Opće postavke ispisa:

• Nije potrebna podrška
• Ispunjavanje nije potrebno
• 0,2 visina sloja
• 3 vanjska oboda (za čvrstoću i izdržljivost)

Korak 3: #Softver - Pripremite SD karticu Raspberry Pi

Dijelovi:

• Malina Pi
• Micro SD kartica.

Upute:

1. Uvjerite se da je SD kartica bljeskala i da je na mikro SD karticu instaliran pravi operacijski sustav maline (Raspberry Pi OS (32-bitni) s radnom površinom)). Slijedite donju vezu da biste pronašli prave upute za bljeskalicu i pripremu svoje mikro SD kartice.
2. Umetnite mikro SD karticu u Raspberry Pi.

Veza:

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

Korak 4: #Hardver - Pripremite osjetnik prašine zraka (opcionalno)

Dijelovi:

• osjetnik prašine zraka u zraku
• 2 x otpornik (3,3 KΩ)
• Daska šešira Grove
• 2 x skupljajuće rukave

Upute:

1. Odrežite crvenu žicu do priključka.
2. Odrežite žutu žicu na udaljenosti od 3 cm od priključka.
3. Crnu žicu odrežite na udaljenosti od 2 cm od priključka.
4. Skinite kraj svake žice.
5. Stavite mali skupljajući rukav preko žutog kabela.
6. Preko žutog i crnog kabela stavite veliki skupljajući rukav.
7. Lemite dva otpornika u nizu sa žutim kabelom konektora između.
8. Lemite drugi žuti kabel sa strane senzora na jedan od otpornika.
9. Gurnite malu čahuru preko spoja lemljenja žute žice s jednim otvorenim krajem još uvijek izloženim i toplinski skupite malu čahuru.
10. Lemite crne žice natrag zajedno s još uvijek izloženim krajem otpora.
11. Klizite veliku čahuru preko spoja za lemljenje, a malu čahuru i toplinski skupite veliku čahuru.
12. Lemite crveni kabel na 5V iglice (iglice 2 i 4) na ploči Grove šešira (pogledajte sliku s gornje strane).

Korak 5: #Hardware - Montiranje odstojnika (izborno)

Dijelovi:

• Daska šešira Grove
• Osjetnik osjetljivosti prašine zraka
• 4 x razmaknica za žene i muškarce
• 4 x žensko-ženski odstojnici
• 4 x matica

Upute:

1. Montirajte odstojnike za žene i muškarce kroz montažne rupe na ploči šešira
2. Navrnite matice na odstojnike za žene i muškarce i zategnite ih. (kako bi se osigurao dodatni prostor za savijanje kabela)
3. Uvrnite odstojnike za žene i žene na matice i sve zategnite.
4. Položite crveni 5V kabel osjetnika zračne prašine duž unutarnje strane odstojnika (pogledajte zadnju sliku).

Korak 6: #Hardware - Spajanje kabela kamere / senzora prašine / I2C (izborno)

Dijelovi:

• Sklop za montažu od koraka 6

• Malina PiModel 3 B+
• Kabel kamere
• 2 x spojni kabeli za žljebove
• 1 x Dugi vijak M2.5

Upute:

Kabel kamere:

1. Podignite zasun kabelskog priključka na Raspberry Pi -u (pogledajte sliku jedan - crveni pravokutnik). Budite oprezni, krhki!
2. Umetnite kabel kamere u priključak Raspberry Pi s plavom stranom okrenutom prema USB utičnicama.
3. Kad je kabel na pravom mjestu. Gurnite zasun na mjesto tako da je kabelska veza osigurana.
4. Provucite kabel kamere kroz predviđeni otvor u ploču utora. (pogledajte sliku s gornje strane ploče šumaraka - crveni pravokutnik)
5. Poravnajte ploču s pin priključcima sa strane.
6. Gurnite ga do kraja kako biste napravili hrpu.
7. Da biste učvrstili hrpu, pričvrstite vijak u rupu pored audio priključka maline pi. (vidi sliku odozgo)
8. Prvi stog je gotov!

Senzor zračne prašine:

Spojite konektor osjetnika zračne prašine na pin D16 ploče Grove šešira. (pogledajte sliku s gornje strane ploče šumaraka - ljubičasti pravokutnik)

I2C konektori:

Spojite dva spojna kabela utora na I2C konektore Grove kape. Po mogućnosti koristite priključke koji su blizu kabela kamere. To olakšava kasnije korištenje HDMI priključka. (pogledajte sliku odozgo s ploče šumaraka - plavi pravokutnik)

Korak 7: #Hardver - Ugradnja snopa u kućište

Dijelovi:

• Sklop za montažu od koraka 6
• Gateway_body 3D ispis
• 3 x Dugi M2.5
• 1 x M3

Upute:

1. Provjerite je li mikro SD kartica umetnuta u Raspberry Pi.
2. Umetnite osjetnik zračne prašine u kućište 3D ispisa i pričvrstite ga vijkom M3.
3. Prije nego umetnemo snop. Provedite kabel kamere i dva spojna kabela I2C utora kroz donji utor na kućištu.
4. Umetnite Pi stog u kućište.
5. Gurnite kabele sa strane da vam ne smetaju.
6. Pazite da nema žica ispred Micro USB -a i HDMI priključka.
7. Učvrstite snop s tri vijka M2,5 kroz velike rupe na prednjoj strani.

Korak 8: #Hardver - Dragino LoRa Shield

Dijelovi:

• Sklapanje od koraka 7
• Dragino LoRa štit
• 4 x kratka vijka M2.5

Upute:

1. Prethodno instalirajte antenu na štit Dragino LoRa. (nemojte još potpuno zategnuti!)
2. Umetnite štit Dragino LoRa na vrh šešira. Poravnajte igle i gurnite ih do kraja.
3. Učvrstite ploču s četiri vijka M2.5.

Korak 9: #Hardver - Pokrivač

Dijelovi:

• Sklapanje od koraka 8
• Gateway_backcover
• 2x vijci M3

Upute:

1. Gurnite umetke stražnjeg poklopca u kućište i gurnite ga prema dolje.
2. Popravite stražnji poklopac s dva vijka M3.

10. korak: #Hardware - Postavljanje LoRa Gatwaya

Dijelovi:

• Sklapanje od koraka 9
• Periferija: zaslon (HDMI) / tipkovnica / miš
• Napajanje mikro usb

Upute:

1. Spojite malinu na zaslon pomoću HDMI kabela.
2. Spojite miš, tipkovnicu na USB priključak.
3. Priključite USB kabel za napajanje na Raspberry Pi posljednji. Trebalo bi se pokrenuti sada.

Korak 11: #Softver - Postavljanje LoRa Gatway - Prvo pokretanje Raspberry Pi

Upute:

1. Vidjet ćete zaslon za postavljanje. Slijedite upute na zaslonu za postavljanje.
2. Odaberite svoju županiju / mrežu / postavku tipkovnice
3. Na kraju će tražiti ažuriranja i instalirati ih. Budite strpljivi, ovo može potrajati nekoliko minuta.

Korak 12: #Softver - Postavljanje LoRa Gatwaya - Nabavite eter adresu za TTN

Upute:

1. Otvorite terminal na Raspberry Pi.
2. Upišite> ifconfig wlan0:
3. Možete vidjeti etersku adresu Pi. (npr.: b5: 23: eb: fc: 55: d4)
4. Zapišite ovo jer će vam trebati prilikom postavljanja pristupnika u TTN -u.

*** Sporedna nota ***

Za detaljnije informacije o postavljanju Dragino PG1301 pogledajte korisnički priručnik (stranica 7):

Git veza u pdf -u

Korak 13: #TTN - Prijavite se / Prijavite se

Mreža stvari pruža skup otvorenih alata i globalnu, otvorenu mrežu za izradu vaše sljedeće IoT aplikacije po niskim cijenama, s maksimalnom sigurnošću i spremnom za povećanje.

* Ako već imate račun, možete preskočiti ovaj korak

Upute:

1. Prijavite se na The Things Network i otvorite račun
2. Slijedite upute na web stranici TTN.
3. Nakon registracije prijavite se na svoj račun
4. Idite na svoju konzolu. Naći ćete ga u padajućem izborniku vašeg profila (pogledajte sliku)

Korak 14: #TTN - Napravite pristupnik na TTN -u

Upute:

1. U konzoli na TTN -u kliknite Gateway.
2. Kliknite na gateway za registraciju u gornjem desnom kutu do novog uređaja pristupnika. (vidi sliku - crveni kvadrat)
3. Potvrdite okvir "Koristim naslijeđeni paketni prosljeđivač". (vidi sliku - zeleni kvadrat)
4. Popunite EUI pristupnika pomoću eterske adrese iz Pi. Pretvorite svoju adresu kao u ovom primjeru b5: 23: eb: fc: 55: d4 => B523EBFC55D4FFFF (pogledajte sliku - zeleni pravokutnik) "FFFF" se dodaje kako bi postao jedinstveni korisnički interfejs od 8 bajta.
5. Odaberite svoj plan frekvencija (npr.: Europa - 868MHz za Europu)
6. Odaberite svoj usmjerivač (npr. Ttn-router-eu za Europu)
7. Usmjerite svoju lokaciju na kartu. (izborno)
8. Označite desnu kutiju, unutarnju ili vanjsku.
9. Pri dnu stranice kliknite gumb Register Gateway

Korak 15: #Softver - Postavljanje LoRa Gatway - Opcije sučelja

Upute:

1. U terminalu upišite> sudo raspi-config
2. Odaberite Opcije sučelja
3. Odaberite i omogućite SPI
4. Odaberite i omogućite kameru
5. Odaberite i omogućite I2C

Korak 16: #Softver - Postavljanje LoRa Gatway - Preuzmite i instalirajte LoRaWAN Prosljeđivač paketa Omogući SPi

Upute:

1. U terminal unesite> wget
2. Time će se prosljeđivač paketa preuzeti s Dragino poslužitelja na RPI.
3. U terminalu upišite> sudo dpkg -i lorapktfwd.deb

Korak 17: #Softver - Postavi LoRa Gatway - Konfigurirajte ID pristupnika, frekvencijski pojas i adresu poslužitelja

Upute:

1. Nakon instalacije idite na etc/ lora-gateway/ i otvorite local_conf.json
2. Između uvrnutih zagrada dodajte ovaj odjeljak u nastavku:

"gateway_ID": "B523EBFC55D4FFFF",

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

"serv_port_up": 1700,

"serv_port_down": 1700

3. Promijenite gateway_ID u gateway_ID koji ste koristili za postavljanje gatewaya u TTN -u. (s "FFFF")

4. Spremite dokument.

Korak 18: #Softver - Postavljanje LoRa Gatwaya - Pokrenite LoRa mrežu

Upute:

1. U terminalu upišite>
2. sudo systemctl stop lorapktfwd
3. sudo systemctl start lorapktfwd
4. sudo systemctl omogućiti lorapktfwd
5. Time se ponovno pokreće prosljeđivač paketa i osigurava se da prosljeđivač počinje s Raspberry Pi. Sada je vaš LoRa pristupnik aktivan.
6. Ažuriranje statusa trebali biste vidjeti na "povezano" u roku od nekoliko minuta na TTN -u.

Korak 19: #Softver - Mlaz za postavljanje - Senzor / Kamera - Instaliraj (opcionalno)

Upute:

1. Provjerite imate li python 3 na svom Raspberry Pi. U terminalu unesite => python3
2. Ako nemate python 3, slijedite ove upute za instalaciju:
3. upišite => sudo apt update
4. upišite => sudo apt install python3 idle3
5. Sada biste trebali imati python 3. Molimo provjerite ponovno s prvim korakom.

Aktivirajte kameru / I2C / SPI: (možda ste to već učinili u postavkama LoRa)

1. U terminalu upišite => sudo raspi-config
2. Idite na Opcije sučelja.
3. Omogući kameru
4. Omogući I2C
5. Omogući SPI

Instalirajte sljedeće knjižnice: (upišite ove naredbe u terminal)

1. sudo apt-get ažuriranje

sudo apt-get install libatlas-base-dev

2. pip3 instalirati numpy
3. pip3 instalirajte opencv-python
4. pip3 instalirajte scikit-sliku

pip3 raspored instalacije

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

Korak 20: #Softver - Mlaz za postavljanje - Senzor / Kamera - Pokretanje skripte (izborno)

Upute:

1. Preuzmite python skriptu "mumo.py" s github -a: Github veza
2. Kôd postavite na radnu površinu.
3. Otvorite terminal i upišite> sudo nano/etc/xdg/lxsession/LXDE-pi/autostart
4. Kopirajte ovaj redak na dno datoteke> @lxterminal -e python3 /home/pi/Desktop/mumo.py
5. Spremite datoteku i zatvorite je.
6. Sada će se skripta automatski pokrenuti pri ponovnom pokretanju.
7. Otvorite kôd.
8. Promijenite u krajnju točku URL -a. (gdje poslati podatke na svom pozadinskom poslužitelju)

Korak 21: #Hardware - Proširenje senzora (izborno)

Dijelovi:

• Sklapanje od koraka 9
• Tijelo senzora
• Kapa senzora
• Digitalni senzor svjetla (mali senzor)
• BME680 senzor (dugi senzor)
• 4 x M2x5 vijci
• 4x M3 vijci

Upute:

1. Umetnite dva spojna kabela I2C utora kroz rupu poklopca osjetnika.
2. Spojite BME680 senzor i digitalni svjetlosni senzor na priključni kabel I2C utora.
3. Umetnite BME680 osjetnik i digitalni svjetlosni senzor u dio osjetnika_tijela i pričvrstite ih s četiri vijka M2x5. Morat ćete saviti kabel kako biste senzore postavili na svoje mjesto, stoga budite oprezni!
4. Gurnite poklopac senzora na vrh tijela senzora da biste ga zatvorili.
5. Poklopac je pričvršćen na tijelo s dva vijka M3.
6. Pričvrstite dodatni sklop senzora na prednji dio prolaza s dva vijka M3. (vidi sliku - Crveni krug)
7. Kablovi šuma vjerojatno su predugi. Gurnite ih unutar kućišta senzora.

Korak 22: #Hardware - proširenje kamere (izborno)

Dijelovi:

• Sklapanje od koraka 10
• Modul kamere (s vijcima M2.5)
• Tijelo kamere
• Kapa_kamere
• 4x M3 vijci

Upute:

1. Postavite kameru i jedan nastavak za svjetlo u kućište kamere i pričvrstite ih s četiri vijka M2,5 iz modula kamere.
2. Za umetanje kabela kamere moramo odvojiti crni plastični držač od priključka.
3. Umetnite kabel kamere s plavom površinom okrenutom prema fotoaparatu. (vidi slike)
4. Gurnite camera_body na vrh sklopa
5. Poklopac kamere s dva vijka M3 pričvršćen na kućište kamere.
6. Montirajte dodatak za kameru na dno kućišta pristupnika s dva vijka M3 (pogledajte sliku - Crveni krug)
7. Gurnite izbočeni kabel u kućište.

23. korak: #Hardware - Proširenje za hvatanje grešaka (izborno)

Dijelovi:

• Sklapanje od koraka 11
• Zamka_Okvir
• bug trap paper - ljepljivi papir
• 2x vijci M3

Upute:

1. Postavite dio Trap_Frame na vrh kućišta kamere. Zamka ima malo prostora za USB kabel mrežnog prolaza, stoga provjerite ispravnu orijentaciju slika.
2. Pričvrstite s dva vijka M3 na lijevoj i desnoj strani kućišta kamere.
3. Umetnite papir za greške (60 x 75) mm u otvor za zamku. Postoje dva utora, u prednjem i stražnjem smjeru. Ovisi kako ćete postaviti pristupnik.
4. USB kabel za napajanje može se provući između otvorene strukture dijela zamke.

Korak 24: #Hardware - Montiranje pristupnika

Gateway ima mnoge mogućnosti za postavljanje gatewaya.

Imamo dva utora za vijke na koje se pristupnik može objesiti.

Imamo i utore za kabelske vezice, tako da lako možete pričvrstiti pristupnik na bilo što.

Korak 25: #Hardver - različite orijentacije

Gateway je modularni tako da se senzori i kamera mogu montirati u različitim smjerovima. Također možete stvoriti vlastite komponente i dodati ih u postav.