Lora Gateway ที่ใช้ MicroPython ESP32: 10 ขั้นตอน (พร้อมรูปภาพ)

2024 ผู้เขียน: John Day | [email protected]. แก้ไขล่าสุด: 2024-01-30 13:03

ลอร่าได้รับความนิยมอย่างมากในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา โมดูลการสื่อสารไร้สายที่ใช้เทคโนโลยีนี้มักจะมีราคาถูก (โดยใช้คลื่นความถี่อิสระ) ขนาดเล็ก ประหยัดพลังงาน และมีระยะการสื่อสารที่ยาวนาน และส่วนใหญ่ใช้สำหรับการสื่อสารระหว่างเทอร์มินัล IoT หรือการแลกเปลี่ยนข้อมูลกับโฮสต์เป็นหลัก มีโมดูล LoRa มากมายในตลาด เช่น RFM96W ซึ่งติดตั้งชิป SX1278 (เข้ากันได้) ซึ่งมีขนาดเล็กมาก ฉันใช้กับ MakePython ESP32 เป็นเกตเวย์

ต่อไป ฉันจะใช้โหนด LoRa สองโหนดเพื่อส่งข้อมูลอุณหภูมิและความชื้นไปยังเกตเวย์ แล้วอัปโหลดไปยังอินเทอร์เน็ตผ่านเกตเวย์ ที่นี่ คุณจะได้เรียนรู้วิธีอัปโหลดข้อมูลระยะไกลของโหนด LoRa หลายโหนดไปยังคลาวด์ผ่านเกตเวย์

ขั้นตอนที่ 1: วัสดุสิ้นเปลือง

1*MakePython ESP32

MakePython ESP32 เป็นบอร์ด ESP32 ที่มีจอแสดงผล OLED SSD1306 ในตัว

2 * วิทยุ Maduino LoRa

Maduino Lora Radio เป็นโซลูชัน IoT (Internet of Things) โดยอิงจาก Atmega328P MCU และโมดูล Lora ของ Atmel อาจเป็นโครงการจริงสำหรับโครงการ IoT (โดยเฉพาะแอปพลิเคชันระยะยาวและใช้พลังงานต่ำ)

2*DHT11

1*MakePython Lora

ขั้นตอนที่ 2: โหนด LoRa

นี่คือแผนผังของ Maduino Lora Radio

โมดูล Arduino Lora Radio เป็นโหนด LoRa เราใช้เพื่อส่งข้อมูลอุณหภูมิและความชื้นไปยังเกตเวย์

(WiKi นี้แนะนำวิธีใช้ Maduino Lora Radio และส่งและรับข้อมูล)

ขั้นตอนที่ 3: การเชื่อมต่อโหนดและเซ็นเซอร์

VCC และ GND ของ DHT11 เชื่อมต่อกับ 3V3 และ GND ของ Maduino และพิน DATA เชื่อมต่อกับ D4 ของ Maduino

โหนด 0 อยู่ในสวนสาธารณะ โหนด 1 อยู่ในอาคารสำนักงานใกล้กับบริษัท โดยอยู่ห่างกันประมาณ 2 กิโลเมตร จากนั้นฉันจะรับข้อมูลอุณหภูมิและความชื้นที่บ้าน

ขั้นตอนที่ 4: ส่งข้อมูลไปยังเกตเวย์

ดาวน์โหลด TransmitterDHT11.ino เปิดบน Arduino IDE

เมื่อเพิ่มโหนด ให้แก้ไขหมายเลขโหนดตามนั้น ตัวอย่างเช่น ตอนนี้ใช้ 2 โหนด โหนดแรกเพื่อแก้ไข nodenum = 0 เพื่อรันโปรแกรม โหนดที่สองเพื่อแก้ไข nodenum = 1 เพื่อรันโปรแกรม และอื่นๆ คุณสามารถเพิ่มโหนดเพิ่มเติมได้

int16_t packetnum = 0; // ตัวนับแพ็กเก็ต เราเพิ่มขึ้นต่อ xmission

int16_t nodenum = 0; //แก้ไขหมายเลขโหนด

รวบรวมข้อมูลและพิมพ์

ข้อความสตริง ="#"+(สตริง)nodenum+" ความชื้น:"+(สตริง)ความชื้น+"% อุณหภูมิ:"+(สตริง)อุณหภูมิ+"C"+" num:"+(สตริง)packetnum;Serial.println(ข้อความ); แพ็กเก็ตนัม++;

ส่งข้อความถึง rf95_server

uint8_t radioPacket[ข้อความ.ความยาว()+1];

message.toCharArray(radioPacket, message.length()+1); radioPacket[message.length()+1]= '\0'; rf95.send((uint8_t *)radioPacket, message.length()+1);

เปิดจอภาพอนุกรม คุณสามารถดูข้อมูลอุณหภูมิและความชื้นที่รวบรวมไว้ และส่งออกได้

#0 ความชื้น:6.00% อุณหภูมิ:27.00C num:0

ส่ง: กำลังส่งไปที่ rf95_server กำลังส่ง… รอให้แพ็คเก็ตเสร็จสิ้น… รอการตอบกลับ… ไม่มีการตอบกลับ มีผู้ฟังอยู่หรือไม่

เลิกกัน ตอนนี้เราต้องสร้าง Lora Gateway

ขั้นตอนที่ 5: MakePython Lora

นี่คือพินที่สอดคล้องกันของโมดูล RFM96W และ MakePython ESP32 เพื่อความสะดวกในการเชื่อมต่อกับ MakePython ESP32 ฉันจึงสร้างแผงวงจรด้วยโมดูล RFM96W ใช่ มี RFM96W อยู่สองตัว ซึ่งสามารถส่งและรับข้อมูลได้พร้อมกัน แต่ตอนนี้ฉันต้องการเพียงอันเดียว

ขั้นตอนที่ 6: เกตเวย์ LoRaWAN

LoRaWAN เป็นเครือข่ายบริเวณกว้างที่ใช้พลังงานต่ำซึ่งใช้ LoRa ซึ่งสามารถให้บริการอย่างใดอย่างหนึ่ง: ใช้พลังงานต่ำ ปรับขนาดได้ บริการคุณภาพสูง และเครือข่ายไร้สายระยะไกลที่ปลอดภัย

ประกอบ MakePython Lora และ ESP32 เพื่อสร้างเกตเวย์ที่สามารถรับข้อมูลระยะไกลและอัปโหลดไปยังอินเทอร์เน็ตได้

ขั้นตอนที่ 7: ดาวน์โหลดรหัส

ดาวน์โหลดไฟล์ 'xxx.py' ทั้งหมดจาก WiKi แล้วอัปโหลดไปยัง ESP32

เปิดไฟล์ LoRaDuplexCallback.py คุณต้องทำการปรับเปลี่ยนบางอย่างเพื่อให้ ESP32 ของคุณสามารถเชื่อมต่อกับเครือข่ายและอัปโหลดข้อมูลไปยังเซิร์ฟเวอร์ได้

แก้ไข API_KEY ที่คุณได้รับใน ThingSpeak (ฉันจะแนะนำวิธีรับในภายหลัง)

#https://thingspeak.com/channels/1047479

API_KEY='UBHIRHVV9THUJVUI'

แก้ไข SSID และ PSW เพื่อเชื่อมต่อ WiFi

ssid = "ผู้ผลิต"

pswd = "20160704"

ขั้นตอนที่ 8: รับข้อมูล

ค้นหาฟังก์ชัน on_receive (lora, payload) ในไฟล์ LoRaDuplexCallback.py ซึ่งคุณสามารถบอก ESP32 ว่าต้องทำอย่างไรหลังจากได้รับข้อมูล รหัสต่อไปนี้แยกวิเคราะห์และแสดงข้อมูลอุณหภูมิและความชื้นที่ได้รับ

def on_receive (ลอร่า, เพย์โหลด):

lora.blink_led() rssi = lora.packetRssi() ลอง: length=len(payload)-1 myStr=str((payload[4:length]), 'utf-8') length1=myStr.find(':') myNum1=myStr[(length1+1):(length1+6)] myNum2=myStr[(length1+20):(length1+25)] พิมพ์ ("*** ข้อความที่ได้รับ ***\n{}" format(payload)) if config_lora. IS_LORA_OLED: lora.show_packet(("{}".format(payload[4:length])), rssi) if wlan.isconnected(): global msgCount print('กำลังส่งไปยังเครือข่าย…') node = int(str(payload[5:6], 'utf-8')) ถ้าโหนด == 0: URL="https://api.thingspeak.com/update?api_key="+API_KEY+"&field1= "+myNum1+"&field2="+myNum2 res=urequests.get(URL) พิมพ์ (res.text) โหนด elif == 1: URL="https://api.thingspeak.com/update?api_key="+API_KEY+" &field3="+myNum1+"&field4="+myNum2 res=urequests.get(URL) print(res.text) ยกเว้นข้อยกเว้นเช่น e: print(e) print("with RSSI {}\n".format(rssi))

การตัดสินหมายเลขเพื่อแยกแยะโหนด และการอัปโหลดข้อมูลไปยังอินเทอร์เน็ตผ่าน URL เราสามารถตรวจสอบข้อมูลระยะไกลของโหนดต่างๆ ได้ตลอดเวลา คุณสามารถเพิ่มโหนดเพิ่มเติมและทำการเปลี่ยนแปลงที่คล้ายกันกับโค้ดได้

ถ้าโหนด == 0:

URL="https://api.thingspeak.com/update?api_key="+API_KEY+"&field1="+myNum1+"&field2="+myNum2 res=urequests.get(URL) พิมพ์ (res.text)

ขั้นตอนที่ 9: ใช้ ThingSpeak IoT

ขั้นตอน:

1. ลงทะเบียนบัญชีใน https://thingspeak.com/ หากคุณมีอยู่แล้ว ให้ลงชื่อเข้าใช้โดยตรง
2. คลิก ช่องใหม่ เพื่อสร้างช่อง ThingSpeak ใหม่
3. ใส่ชื่อ คำอธิบาย เลือกฟิลด์ 1 จากนั้นบันทึกช่องที่ด้านล่าง
4. คลิกตัวเลือกคีย์ API คัดลอกคีย์ API เราจะใช้ในโปรแกรม

ขั้นตอนที่ 10: ผลลัพธ์

คุณสามารถดูข้อมูลของโหนด 0 และโหนด 1 บนหน้าจอ แม้ว่าจะห่างกัน 2 กิโลเมตร

เข้าสู่ระบบบัญชี ThingSpeak ของคุณและคลิกที่ช่องที่คุณสร้าง คุณสามารถดูข้อมูลอุณหภูมิและความชื้นที่อัปโหลด

กราฟ field1 และกราฟ field2 คือข้อมูลความชื้นและอุณหภูมิของโหนด Lora 0 และกราฟ field3 และกราฟ field4 คือข้อมูลความชื้นและอุณหภูมิของโหนด Lora 1