MuMo - LoRa Gateway: 25 koraka (sa slikama)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Zadnja izmjena: 2024-01-30 08:04

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

github.com/MoMu-Antwerp/MuMo

Šta je MuMo?

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

Cilj projekta je izgradnja IOT monitora otvorenog koda zasnovanog na LoRa mreži.

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

Šta projekat 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 gateway 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 prašine zraka i hvatačem bugova koji se može daljinski nadzirati kamerom.

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

MuMo nadzorna ploča

Nadzorna ploča MuMo je predviđena za kreiranje pregledne web aplikacije mreže koja se stvara. Napravljen je prilagođen korisniku s različitim funkcionalnostima. Kontrolna 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 štampač sa filamentom
• Lemilica / lemljenje
• Mala kliješta za rezanje
• Pištolj za vruće ljepilo (ili neki drugi alat za fiksiranje)
• Mali odvijač

Korak 1: #Hardware - Naručivanje dijelova

Delovi za naručivanje:

Nedavni pregled potražite na stranici github:

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

Korak 2: #Hardver - 3D štampani dijelovi

Delovi za 3D štampanje:

1. Gateway

   • GATEWAY_Glavno_Kućište
   • GATEWAY_Pozadina

2. Sensor_extension

   • Sensor_Housing
   • Sensor_Backcover

3. Camera_extension

   • Camera_Housing
   • Camera_Backcover
4. Trap_extension

stranicu github za najnovije STL datoteke:

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

Štampana nit:

PETG (preferirano i izdržljivije)

PLA

Opšte postavke štampanja:

• 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:

• Raspberry Pi
• Micro SD kartica.

Instrukcije:

1. Uvjerite se da je SD kartica bljeskala i da je na mikro SD karticu instaliran pravi operativni sistem maline (Raspberry Pi OS (32-bitni) sa radnom površinom)). Slijedite donju vezu da biste pronašli prava uputstva za flešovanje i pripremu 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:

• senzor ugledane vazdušne prašine
• 2 x otpornik (3,3 KΩ)
• Grove šešir ploča
• 2 x skupljajuće rukave

Instrukcije:

1. Odrežite crvenu žicu do konektora.
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 kabla stavite veliki skupljajući rukav.
7. Lemite dva otpornika u seriji sa žutim kablom konektora između.
8. Lemite drugi žuti kabel sa strane senzora na jedan od otpornika.
9. Klizite malu čahuru preko spoja lemljenja žute žice s još jednim otvorenim krajem otpornika i toplotno 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 toplu 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 (opcionalno)

Dijelovi:

• Grove šešir ploča
• Senzor vazdušne prašine viđen
• 4 x žensko-muški odstojnici
• 4 x žensko-ženski odstojnici
• 4 x matica

Instrukcije:

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. Navrnite odstojnike za žene i žene na matice i sve zategnite.
4. Položite crveni 5V kabel senzora zračne prašine duž unutrašnjosti odstojnika (pogledajte zadnju sliku).

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

Dijelovi:

• Sklop za montažu od koraka 6

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

Instrukcije:

Kabel kamere:

1. Podignite zasun kabelskog priključka na Raspberry Pi -u (pogledajte prvu sliku - crveni pravokutnik). Budite oprezni, krhki!
2. Umetnite kabel kamere u konektor Raspberry Pi s plavom stranom okrenutom prema USB utikačima.
3. Kad je kabel na pravom mjestu. Gurnite zasun na mjesto kako bi kabelska veza bila osigurana.
4. Provucite kabel kamere kroz predviđenu rupu u ploči utora. (pogledajte sliku sa gornje strane ploče šumaraka - crveni pravokutnik)
5. Poravnajte ploču sa spojevima iglica sa strane.
6. Gurnite ga do kraja da napravite hrpu.
7. Da biste učvrstili hrpu, pričvrstite vijak u rupu pored audio veze maline pi. (pogledajte sliku odozgo)
8. Prvi stog je gotov!

Senzor vazdušne prašine:

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

I2C konektori:

Spojite dva spojna kabela za utor na I2C konektore na Grove šeširu. Po mogućnosti koristite konektore koji su blizu kabela kamere. Ovo olakšava kasnije korištenje HDMI priključka. (pogledajte sliku s gornje strane ploče šumaraka - plavi pravokutnik)

Korak 7: #Hardverski - Ugradnja gomile u kućište

Dijelovi:

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

Instrukcije:

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

Korak 8: #Hardverski - Dragino LoRa Shield

Dijelovi:

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

Instrukcije:

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

Korak 9: #Hardver - Pokrivač

Dijelovi:

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

Instrukcije:

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

Korak 10: #Hardware - Postavljanje LoRa Gatwaya

Dijelovi:

• Sklapanje od koraka 9
• Periferije: ekran (HDMI) / tastatura / miš
• Napajanje mikro usb

Instrukcije:

1. Spojite malinu na ekran pomoću HDMI kabla.
2. Spojite miš, tastaturu na USB konektor.
3. Priključite USB kabl za napajanje na Raspberry Pi poslednji. Trebalo bi da se pokrene sada.

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

Instrukcije:

1. Vidjet ćete ekran za postavljanje. Slijedite upute na ekranu 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 - Postavite LoRa Gatway - Nabavite eter adresu za TTN

Instrukcije:

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.

*** Spomenarka ***

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

Preuzmite vezu u pdf formatu

Korak 13: #TTN - Prijavite se / Prijavite se

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

* Ako već imate račun, možete preskočiti ovaj korak

Instrukcije:

1. Prijavite se na The Things Network i napravite 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 meniju vašeg profila (pogledajte sliku)

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

Instrukcije:

1. U konzoli na TTN -u kliknite na Gateway.
2. Kliknite na gateway za registraciju u gornjem desnom kutu za pristup novom gateway uređaju. (vidi sliku - crveni kvadrat)
3. Potvrdite okvir "Koristim naslijeđeni paketni prosljeđivač". (pogledajte 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 EUI od 8 bajta.
5. Odaberite svoj plan frekvencija (npr.: Evropa - 868MHz za Evropu)
6. Odaberite svoj usmjerivač (npr: ttn-router-eu za Evropu)
7. Usmjerite svoju lokaciju na kartu. (opcionalno)
8. Označite desnu kutiju, unutarnju ili vanjsku.
9. Pri dnu stranice kliknite na gumb Register Gateway

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

Instrukcije:

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 - Postavite LoRa Gatway - Preuzmite i instalirajte LoRaWAN Prosljeđivač paketa Omogući SPi

Instrukcije:

1. U terminal unesite> wget
2. Ovo će preuzeti paket za prosljeđivanje paketa sa Dragino servera na RPI.
3. U terminalu upišite> sudo dpkg -i lorapktfwd.deb

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

Instrukcije:

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. (sa "FFFF")

4. Sačuvajte dokument.

Korak 18: #Softver - Postavite LoRa Gatway - Pokrenite LoRa mrežu

Instrukcije:

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

Korak 19: #Softver - Mrežni prolaz za postavljanje - Senzor / Kamera - Instalirajte (opcionalno)

Instrukcije:

1. Provjerite imate li python 3 na vašem Raspberry Pi. U terminalu unesite => python3
2. Ako nemate python 3, slijedite ove upute za instalaciju:
3. type => sudo apt update
4. type => sudo apt install python3 idle3
5. Sada biste trebali imati python 3. Provjerite ponovo 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 biblioteke: (upišite ove naredbe u terminal)

1. sudo apt-get update

sudo apt-get install libatlas-base-dev

2. pip3 install numpy
3. pip3 instalirajte opencv-python
4. pip3 install scikit-image

pip3 plan instalacije

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

Korak 20: #Softver - Mrežni prolaz za postavljanje - Senzor / Kamera - Pokretanje skripte (opcionalno)

Instrukcije:

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

Korak 21: #Hardware - Proširenje senzora (opcionalno)

Dijelovi:

• Sklapanje od koraka 9
• Sensor_body
• Sensor_cap
• Digitalni senzor svjetla (mali senzor)
• BME680 senzor (dugi senzor)
• 4 vijka M2x5
• 4x M3 vijci

Instrukcije:

1. Umetnite dva priključna kabela I2C utor kroz otvor na poklopcu senzora.
2. Spojite BME680 senzor i senzor digitalnog svjetla na priključni kabel I2C utora.
3. Umetnite senzor BME680 i senzor digitalnog svjetla u dio kućišta osjetnika i pričvrstite ga s četiri vijka M2x5. Morat ćete saviti kabel da bi senzori postavili na svoje mjesto, stoga budite oprezni!
4. Gurnite poklopac senzora na vrh kućišta senzora da biste ga zatvorili.
5. Poklopac je pričvršćen na tijelo pomoću dva vijka M3.
6. Pričvrstite dodatni sklop senzora na prednji dio prolaza s dva vijka M3. (vidi sliku - Crveni krug)
7. Kablovi šuma su vjerojatno predugi. Gurnite ih unutar kućišta senzora.

Korak 22: #Hardware - proširenje kamere (opcionalno)

Dijelovi:

• Sklapanje od koraka 10
• Modul kamere (sa vijcima M2.5)
• Camera_body
• Camera_cap
• 4x M3 vijci

Instrukcije:

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 kameri. (pogledajte slike)
4. Gurnite camera_body na vrh sklopa
5. Poklopac camera_cap sa dva vijka M3 pričvršćen za camera_body.
6. Montirajte dodatak za kameru na dno kućišta prolaza pomoću dva vijka M3 (pogledajte sliku - Crveni krug)
7. Gurnite izbočeni kabel u kućište.

Korak 23: #Hardware - Proširenje zamke grešaka (opcionalno)

Dijelovi:

• Sklapanje od koraka 11
• Trap_Frame
• papir za hvatanje bugova - ljepljivi papir
• 2x M3 vijci

Instrukcije:

1. Postavite dio Trap_Frame na vrh kućišta kamere. Zamka ima malo prostora za kabl za napajanje mrežnog prolaza, pa proverite slike za ispravnu orijentaciju.
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. Zavisi 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 gateway može objesiti.

Imamo i žice za kabelske vezice, tako da možete lako 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 postavku.