MuMo - LoRa Gateway: 25 стъпки (със снимки)

2024 Автор: John Day | [email protected]. Последно модифициран: 2024-01-30 07:49

### UPDATE 10-03-2021 // последната информация / актуализации ще бъдат достъпни на страницата на github:

github.com/MoMu-Antwerp/MuMo

Какво е MuMo?

MuMo е сътрудничество между разработването на продукти (отдел на Университета в Антверпен) под името Antwerp Design Factory и Музея на модата в Антверпен.

Целта на проекта е да се изгради IOT мониторна система с отворен код, базирана на LoRa мрежа.

• Трябва да е лесно да се настрои.
• Тя трябва да бъде лесна за сглобяване.
• Тя трябва да бъде мащабируема по отношение на областта на приложение.

Какво съдържа проектът MuMo:

MuMo възел

MuMo Node е устройство с ниска мощност на батерии тип АА, което може да измерва и предава параметри на околната среда по мрежа LoRa. Параметрите са температура, влажност, атмосферно налягане и яркост.

*** Възелът MuMo може да бъде разширен с други функционалности, които да се използват в други приложения. ***

MuMo Gatway

MuMo Gateway е активен LoRa шлюз, който може да приема и препраща LoRa сигнали от Node устройството през интернет. В този проект шлюзът също ще бъде оборудван със същите сензори на устройството MuMo Node, сензор за въздушен прах и капан за грешки, които могат да се наблюдават дистанционно с камера.

*** Портът не е необходимо да бъде оборудван със сензори или камера. Той може също така да служи само за предоставяне на мрежа LoRa (неизмерващ шлюз). ***

Табло за управление на MuMo

Таблото за управление MuMo е предоставено за създаване на обзорно уеб приложение на създаваната мрежа. Той е направен удобен за потребителя с различни функционалности. Таблото за управление може да бъде напълно персонализирано според желанията и приложението на потребителя.

Страница на Github:

github.com/MoMu-Antwerp/MuMo

Свързани страници с инструкции:

MuMo_Node:

MuMo_Gateway:

Необходими инструменти:

• 3D принтер с нажежаема жичка
• Поялник / спойка
• Малка клечка за рязане
• Пистолет за горещо лепило (или други инструменти за фиксиране)
• Малка отвертка

Стъпка 1: #Хардуер - Поръчване на части

Части за поръчка:

Вижте страницата на github за скорошен преглед:

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

Стъпка 2: #Хардуер - 3D отпечатани части

Части за 3D печат:

1. Gateway

   • GATEWAY_Основно_жилище
   • GATEWAY_Обратна корица

2. Sensor_extension

   • Sensor_Housing
   • Sensor_Backcover

3. Camera_extension

   • Camera_Housing
   • Camera_Backcover
4. Trap_extension

страницата на github за най -новите STL файлове:

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

Печатна нишка:

PETG (предпочитан и по -траен)

PLA

Общи настройки за печат:

• Не е необходима поддръжка
• Попълването не е необходимо
• 0,2 височина на слоя
• 3 външни периметъра (за здравина и издръжливост)

Стъпка 3: #Софтуер - Подгответе SD карта Raspberry Pi

Части:

• Малина Пи
• Micro SD карта.

Инструкции:

1. Уверете се, че SD картата мига и че правилната малинова операционна система (Raspberry Pi OS (32-битова) с десктоп)) е инсталирана на микро SD картата. Следвайте връзката по -долу, за да намерите правилните инструкции за флаш и подготовка на вашата micro SD карта.
2. Поставете вашата micro SD карта в Raspberry Pi.

Връзка:

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

Стъпка 4: #Хардуер - Подгответе сензора за въздушен прах (по избор)

Части:

• видян сензор за въздушен прах
• 2 x резистор (3.3 KΩ)
• Дъска за шапка Grove
• 2 x свиващи се ръкави

Инструкции:

1. Нарежете червения проводник до конектора.
2. Нарежете жълтия проводник на разстояние 3 см от конектора.
3. Нарежете черния проводник на разстояние 2 см от конектора.
4. Оголете края на всяка жица.
5. Поставете малка свиваща се втулка над жълтия кабел.
6. Поставете голяма свиваща се втулка върху жълто -черния кабел.
7. Запоявайте двата резистора последователно с жълтия кабел на конектора между тях.
8. Запояйте другия жълт кабел отстрани на сензора към един от резисторите.
9. Плъзнете малката втулка над спойката на жълтия проводник с още един открит край на резистора и термично свийте малката втулка.
10. Запоявайте черните проводници обратно заедно с все още откритото съпротивление.
11. Плъзнете голямата втулка над връзката за запояване, а малката втулка и термосвийте голямата втулка.
12. Запоявайте червения кабел към 5V щифтовете (щифт 2 и 4) на дъската на Grove (вижте снимката отгоре).

Стъпка 5: #Хардуер - Монтиране на дистанционни елементи (по избор)

Части:

• Дъска за шапка Grove
• Видян сензор за въздушен прах
• 4 x дистанционни елементи за жени и мъже
• 4 x дистанционни елементи женско-женско
• 4 x гайка

Инструкции:

1. Монтирайте дистанционните елементи между мъжете и жените през монтажните отвори на дъската на шапката
2. Завийте гайките на дистанционните елементи между жените и мъжете и ги затегнете. (за да се осигури допълнително място за огъване на кабелите)
3. Завийте дистанционно-женските дистанционни елементи отгоре на гайките и затегнете всичко.
4. Поставете червения 5V кабел на сензора за въздушен прах по вътрешната страна на дистанционера (вижте последната снимка).

Стъпка 6: #Хардуер - Свързване на кабел на камерата / сензор за прах / I2C (по избор)

Части:

• Монтажният стек от стъпка 6

• Малина PiModel 3 B+
• Кабел за камера
• 2 x кабела за свързване на канали
• 1 x Дълъг винт M2.5

Инструкции:

Кабел на камерата:

1. Повдигнете ключалката на кабелния конектор на Raspberry Pi (вижте снимка първа - червен правоъгълник). Бъдете внимателни, крехки!
2. Поставете кабела на камерата в конектора на Raspberry Pi със синята страна към usb щепселите.
3. Когато кабелът е на правилното място. Натиснете фиксатора обратно на място, така че кабелната връзка да е осигурена.
4. Прокарайте кабела на камерата през предоставения отвор в дъската на канала. (вижте снимката на горния борд на горичката - червен правоъгълник)
5. Подравнете платката с щифтовите връзки отстрани.
6. Натиснете го докрай, за да направите стек.
7. За да закрепите стека, монтирайте винта в отвора до аудио връзката на малиновото пи. (вижте снимката отгоре)
8. Първият стек е завършен!

Сензор за въздушен прах:

Свържете конектора на сензора за въздушен прах към щифт D16 на дъската на Grove. (вижте снимката на горния борд на горичката - лилав правоъгълник)

I2C конектори:

Свържете двата свързващи кабела на канала към I2C конекторите на шапката Grove. За предпочитане е да използвате съединителите, които са близо до кабела на камерата. Това улеснява използването на HDMI порта след това. (вижте снимката на горния изглед на дъската - син правоъгълник)

Стъпка 7: #Хардуер - Вграждане на купчината в жилището

Части:

• Монтажният стек от стъпка 6
• Gateway_body 3D печат
• 3 x Дълъг M2.5
• 1 x M3

Инструкции:

1. Проверете дали micro SD картата е поставена в Raspberry Pi.
2. Поставете сензора за въздушен прах в корпуса за 3D печат и го закрепете с винта M3.
3. Преди да вмъкнем стека. Прокарайте кабела на камерата и двата свързващи кабела на I2C канала през долния слот в корпуса.
4. Поставете стека Pi в корпуса.
5. Натиснете кабелите надолу отстрани, за да не ви пречат.
6. Уверете се, че няма кабели пред Micro USB и HDMI връзката.
7. Закрепете купчината с три винта М2.5 през големите отвори отпред.

Стъпка 8: #Хардуер - Dragino LoRa Shield

Части:

• Сглобяването от стъпка 7
• Щит на Dragino LoRa
• 4 x къси винта M2.5

Инструкции:

1. Предварително инсталирайте антената към щита Dragino LoRa. (още не затягайте напълно!)
2. Поставете щита Dragino LoRa върху горната част на шапката. Подравнете щифтовете и ги натиснете докрай.
3. Закрепете платката с четирите винта M2.5.

Стъпка 9: #Хардуер - Обратна корица

Части:

• Сглобяването от стъпка 8
• Gateway_backcover
• 2x винтове M3

Инструкции:

1. Плъзнете вложките на задната корица в корпуса и я натиснете надолу.
2. Фиксира задната корица с два винта М3.

Стъпка 10: #Хардуер - Настройка на LoRa Gatway

Части:

• Сглобяването от стъпка 9
• Периферни устройства: екран (HDMI) / клавиатура / мишка
• Микро usb захранване

Инструкции:

1. Свържете Raspberry към екран с HDMI кабел.
2. Свържете мишка, клавиатура към USB конектора.
3. Включете захранващия USB кабел към Raspberry Pi последен. Трябва да започне зареждане сега.

Стъпка 11: #Софтуер - Настройка на LoRa Gatway - Първо стартиране на Raspberry Pi

Инструкции:

1. Ще видите екрана за настройка. Следвайте инструкциите на екрана за настройка.
2. Изберете вашия окръг / мрежа / клавиатура
3. В края той ще търси актуализации и ще ги инсталира. Моля, бъдете търпеливи, това може да отнеме няколко минути.

Стъпка 12: #Софтуер - Настройка на LoRa Gatway - Вземете Ether адрес за TTN

Инструкции:

1. Отворете терминал на Raspberry Pi.
2. Въведете> ifconfig wlan0:
3. Можете да видите етерния адрес на Pi. (напр.: b5: 23: eb: fc: 55: d4)
4. Запишете това, защото ще ви е необходимо, когато настройвате шлюза в TTN.

*** Странична бележка ***

За повече подробности относно настройката на Dragino PG1301, проверете ръководството за потребителя (страница 7):

Git връзка в pdf

Стъпка 13: #TTN - Регистрирайте се / Влезте

Мрежата за неща предоставя набор от отворени инструменти и глобална, отворена мрежа за изграждане на следващото ви приложение за IoT на ниска цена, с максимална сигурност и готовност за мащабиране.

* Ако вече имате акаунт, можете да пропуснете тази стъпка

Инструкции:

1. Регистрирайте се в The Things Network и направете акаунт
2. Следвайте инструкциите на уебсайта на TTN.
3. След регистрация влезте в акаунта си
4. Отидете на вашата конзола. Ще го намерите в падащото меню на вашия профил (вижте снимката)

Стъпка 14: #TTN - Създайте Gatway на TTN

Инструкции:

1. В конзолата на TTN щракнете върху Gateway.
2. Кликнете върху шлюз за регистрация в горния десен ъгъл, за да отворите ново устройство за шлюз. (вижте снимката - червен квадрат)
3. Поставете отметка в квадратчето „Използвам пренасочвателя за стари пакети“. (вижте снимката - зелен квадрат)
4. Попълнете EUI на шлюза, като използвате етерния адрес от Pi. Конвертирайте адреса си като този пример b5: 23: eb: fc: 55: d4 => B523EBFC55D4FFFF (вижте снимката - зелен правоъгълник) "FFFF" се добавя, за да го направи уникален 8 -байтов EUI.
5. Изберете вашия честотен план (напр.: Европа - 868MHz за Европа)
6. Изберете вашия рутер (напр.: ttn-router-eu за Европа)
7. Посочете вашето местоположение на картата. (по избор)
8. Поставете отметка в дясната кутия, на закрито или на открито.
9. В долната част на страницата кликнете върху бутона Register Gateway

Стъпка 15: #Софтуер - Настройка на LoRa Gatway - Опции за интерфейс

Инструкции:

1. В терминала въведете> sudo raspi-config
2. Изберете Опции за интерфейс
3. Изберете и активирайте SPI
4. Изберете и активирайте Камера
5. Изберете и активирайте I2C

Стъпка 16: #Софтуер - Настройка на LoRa Gatway - Изтеглете и инсталирайте LoRaWAN Пренасочване на пакети Разрешаване на SPi

Инструкции:

1. В терминала въведете> wget
2. Това ще изтегли пренасочвателя на пакети от Dragino Server към RPI.
3. В терминала въведете> sudo dpkg -i lorapktfwd.deb

Стъпка 17: #Софтуер - Настройка на LoRa Gatway - Конфигуриране на ID на шлюз, честотна лента и адрес на сървъра

Инструкции:

1. След инсталирането отидете на etc/ lora-gateway/ и отворете local_conf.json
2. Между къдравите скоби добавете този раздел по -долу:

"gateway_ID": "B523EBFC55D4FFFF",

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

"serv_port_up": 1700,

"serv_port_down": 1700

3. Променете gateway_ID на gateway_ID, който сте използвали за настройка на шлюза в TTN. (с "FFFF")

4. Запазете документа.

Стъпка 18: #Софтуер - Настройка на LoRa Gatway - Стартирайте мрежата LoRa

Инструкции:

1. В типа терминал>
2. sudo systemctl stop lorapktfwd
3. sudo systemctl старт lorapktfwd
4. sudo systemctl активира lorapktfwd
5. Това рестартира пренасочвателя на пакети и гарантира, че спедиторът започва с Raspberry Pi. Сега вашият шлюз LoRa е активен.
6. Трябва да видите актуализацията на състоянието на „свързан“в рамките на няколко минути на TTN.

Стъпка 19: #Софтуер - Шлюз за настройка - Сензор / Камера - Инсталиране (по избор)

Инструкции:

1. Проверете дали имате python 3 на вашия Raspberry Pi. В терминалния тип => python3
2. Ако нямате python 3, следвайте тези инструкции за инсталиране:
3. type => sudo apt update
4. type => sudo apt install python3 idle3
5. Сега трябва да имате python 3. Моля, проверете отново с първата стъпка.

Активирайте камерата / I2C / SPI: (може би сте направили това вече в настройката на LoRa)

1. В терминалния тип => sudo raspi-config
2. Отидете на Опции за взаимодействие.
3. Активиране на камерата
4. Активирайте I2C
5. Активиране на SPI

Инсталирайте следните библиотеки: (въведете тези команди в терминала)

1. sudo apt-get update

sudo apt-get install libatlas-base-dev

2. pip3 инсталира numpy
3. pip3 инсталирайте opencv-python
4. pip3 инсталирайте scikit-image

график за инсталиране на pip3

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

Стъпка 20: #Софтуер - шлюз за настройка - сензор / камера - изпълнение на скрипт (по избор)

Инструкции:

1. Изтеглете скрипта на python „mumo.py“от github: Github връзка
2. Поставете кода на работния плот.
3. Отворете терминал и въведете> sudo nano/etc/xdg/lxsession/LXDE-pi/autostart
4. Копирайте този ред най -долу от файла> @lxterminal -e python3 /home/pi/Desktop/mumo.py
5. Запазете файла и го затворете.
6. Сега скриптът автоматично ще стартира при рестартиране.
7. Отворете кода.
8. Променете крайната точка на URL адреса си. (къде да изпратите данните на вашия бекенд сървър)

Стъпка 21: #Хардуер - разширение на сензора (по избор)

Части:

• Сглобяването от стъпка 9
• Sensor_body
• Сензорна капачка
• Цифров сензор за светлина (малък сензор)
• BME680 сензор (дълъг сензор)
• 4 x M2x5 винта
• 4x винта M3

Инструкции:

1. Поставете двата свързващи кабела на I2C канала през отвора на капачката на сензора.
2. Свържете сензора BME680 и сензора за цифрова светлина към свързващия кабел на I2C канала.
3. Поставете сензора BME680 и сензора за цифрова светлина в частта на тялото на сензора и го закрепете с четири винта M2x5. Ще трябва да огънете кабела, за да поставите сензорите на място, така че бъдете внимателни!
4. Плъзнете сензорната капачка в горната част на тялото на сензора, за да я затворите.
5. Фиксира капачката към тялото с два винта М3.
6. Прикрепете допълнителния модул на сензора към предната част на шлюза с два винта M3. (вижте снимката - Червен кръг)
7. Кабелите на горичката вероятно са твърде дълги. Натиснете ги вътре в корпуса на сензора.

Стъпка 22: #Хардуер - Разширение на камерата (по избор)

Части:

• Сглобяването от стъпка 10
• Модул за камера (с винтове M2.5)
• Camera_body
• Camera_cap
• 4x винта M3

Инструкции:

1. Поставете камерата и една светлинна приставка в корпуса на камерата и я закрепете с четирите винта M2.5 от модула на камерата.
2. За да поставим кабела на камерата, трябва да вдигнем черния пластмасов държач от връзката.
3. Поставете кабела на камерата със синята повърхност към камерата. (вижте снимките)
4. Плъзнете camera_body отгоре на монтажа
5. Фиксира капачката на камерата с два M3 винта към тялото на камерата.
6. Монтирайте модула за добавяне на камера към дъното от корпуса на шлюза с два винта M3 (вижте снимката - Червен кръг)
7. Натиснете стърчащия кабел в корпуса.

Стъпка 23: #Хардуер - Разширение за улавяне на грешки (по избор)

Части:

• Сглобяването от стъпка 11
• Trap_Frame
• хартия за улавяне на грешки - лепкава хартия
• 2x винтове M3

Инструкции:

1. Поставете частта Trap_Frame върху корпуса на камерата. Капанът има малко място за захранващия USB кабел на шлюза, затова проверете снимките за правилната ориентация.
2. Фиксирайте с два винта M3 от лявата и дясната страна на корпуса на камерата.
3. Поставете вашата хартия за грешки (60 x 75) мм в слота на капана. Има два слота, в предната и задната посока. Зависи как ще позиционирате шлюза.
4. Захранващият USB кабел може да бъде вплетен между отворената структура на частта за улавяне.

Стъпка 24: #Хардуер - Монтиране на шлюза

Порталът е снабден с много опции за монтиране на шлюза.

Имаме два гнезда за винтове, на които шлюзът може да бъде окачен.

Разполагаме и с кабелни връзки, така че можете лесно да прикрепите порта към всичко.

Стъпка 25: #Хардуер - различни ориентации

Порталът е модулен, така че сензорите и камерата могат да бъдат монтирани в различни ориентации. Можете също да създадете свои собствени компоненти и да ги добавите към настройката.