Tutorial LoRa GPS Tracker - LoRaWAN Amb Dragino i TTN: 7 passos

2024 Autora: John Day | [email protected]. Última modificació: 2024-01-30 08:10

Ei, què passa, nois! Akarsh aquí des de CETech.

Un parell de projectes enrere vam fer una ullada a LoRaWAN Gateway des de Dragino. Hem connectat diferents nodes al Gateway i hem transmès dades des dels nodes al Gateway mitjançant TheThingsNetwork com a servidor. Vam fer tot el procés de configuració del Gateway. En aquest projecte, farem aquest joc un pas més enllà connectant un rastrejador GPS al Gateway. De fet, connectarem dos seguidors GPS al Gateway un per un.

En primer lloc, connectarem un node GPS basat en Arduino al Gateway després de programar-lo per tal de compartir dades GPS, i després connectarem un node seguidor de GPS LGT92 ja preparat de Dragino i recollirem dades GPS d’aquest.

Espereu, us he parlat del nou Gateway de Dragino que farem servir avui. Sí, avui tenim una nova passarel·la de dragino amb la passarel·la LPS8 de 8 canals que utilitzarem.

Serà divertit. Comencem doncs.

Subministraments:

Compreu el LPS8 a l'Índia:

Compreu el LGT92 a l'Índia:

Pas 1: fabriqueu PCB per als vostres projectes

PCBGOGO, establert el 2015, ofereix serveis de muntatge de PCB clau en mà, incloent fabricació de PCB, muntatge de PCB, proveïment de components, proves funcionals i programació de circuits integrats.

Les seves bases de fabricació estan equipades amb els equips de producció més avançats. Tot i que té només cinc anys, les seves fàbriques tenen experiència en la indústria del PCB des de fa més de deu anys als mercats xinesos. És un especialista líder en muntatge superficial, forat i tecnologia mixta de muntatge de PCB i serveis de fabricació electrònica, així com muntatge de PCB clau en mà.

PCBGOGO proporciona el servei de comandes des del prototip fins a la producció en massa. Uniu-vos-hi ara per celebrar el Nadal i l'Any Nou amb estil! Ofereixen grans descomptes de cupons juntament amb regals sorpresa amb les vostres comandes i es fan molts més regals !!!!

Pas 2: Quant a LPS8 Dragino Gateway

El LPS8 és una passarel·la LoRaWAN d’interior de codi obert. A diferència de la passarel·la monocanal LG01-P. El LPS8 és una passarel·la de 8 canals que significa que podem connectar-hi més nodes i que podem gestionar fàcilment trànsit LoRa comparativament més gran. La passarel·la LPS8 funciona amb un concentrador LoRa SX1308 i dos transceptors LoRa 1257. Té un port d’amfitrió USB i una entrada d’alimentació USB tipus C. A part, també té un port Ethernet que es pot utilitzar per a fins de connexió. Però avui no ho farem, ja que el connectarem mitjançant Wi-Fi. A la part frontal de la passarel·la, tenim 4 LED d'estat per a la font d'alimentació, punt d'accés Wifi, port Ethernet i connectivitat a Internet.

Aquesta passarel·la ens permet connectar la xarxa sense fils LoRa a una xarxa IP mitjançant Wi-Fi o Ethernet. El LPS8 utilitza un reenviador de paquets Semtech i és totalment compatible amb el protocol LoRaWAN. El concentrador LoRa d’aquest Gateway proporciona 10 camins de demodulació paral·lels programables. Ve amb bandes de freqüència LoRaWAN estàndard preconfigurades per utilitzar-les en diferents països. Algunes característiques del LPS8 LoRaWAN Gateway són:

1. És un sistema OpenWrt de codi obert.
2. Emula 49x desmoduladors LoRa.
3. Té 10 camins de demodulació paral·lels programables.

Per obtenir una lectura detallada sobre la passarel·la LPS8. Podeu consultar el seu full de dades des d’aquí i el manual d’usuari des d’aquí.

Pas 3: Quant a LGT92 LoRaWAN GPS Tracker

El rastrejador GPS Dragino LoRaWAN LGT-92 és un rastrejador GPS de codi obert basat en el MCU STM32L072 Ultra Low Power i el mòdul SX1276 / 1278 LoRa.

LGT-92 inclou un mòdul GPS de baixa potència L76-L i un acceleròmetre de 9 eixos per a la detecció de moviment i altitud. MCU pot controlar la potència del mòdul GPS i de l’acceleròmetre per aconseguir el millor perfil energètic per a diferents aplicacions. La tecnologia sense fils LoRa que s’utilitza a LGT-92 permet a l’usuari enviar dades i assolir abastos extremadament llargs a baixes taxes de dades. Proporciona una comunicació d’espectre ampli de gamma ultra llarga i una alta immunitat contra les interferències alhora que minimitza el consum de corrent. S'orienta a serveis de seguiment professionals. També té un botó SOS d’emergència que, quan es prem, envia un missatge per al qual està configurat. És un petit node lleuger que es presenta en dues variants que són:

• LGT-92-Li: funciona amb una bateria recarregable de 1000 mA de Li-ion i un circuit de càrrega que s’utilitza per al seguiment en temps real amb un curt enllaç ascendent de seguiment.
• LGT-92-AA: desactiveu el circuit de càrrega per obtenir el consum d'energia més baix i l'energia directament de les bateries AA. Està dissenyat per al seguiment d'actius, on només cal enllaçar-lo diverses vegades al dia.

Aquí utilitzarem la variant LGT-92-Li. A continuació, es detallen algunes de les funcions d’aquest localitzador GPS:

• Compatible amb LoRaWAN 1.0.3
• Seguiment GPS regular / en temps real
• Acceleròmetre de 9 eixos incorporat
• Capacitat de detecció de moviment
• Monitorització de potència
• Clip de càrrega amb port USB (per LGT-92-LI)
• Potència de la bateria de ions de Li de 1000 mA (per a LGT-92-LI)
• LED tricolor,
• Botó d'alarma
• Bandes: comandaments CN470 / EU433 / KR920 / US915 / EU868 / AS923 / AU915AT per canviar paràmetres

Per obtenir més informació sobre el LGT92, podeu consultar la fitxa tècnica d’aquest producte des d’aquí i el manual d’usuari del producte des d’aquí.

Pas 4: Configuració del node: node de seguiment GPS basat en Arduino

En aquest pas, configurarem el primer tipus de node rastrejador GPS que connectarem al nostre Dragino Gateway, és a dir, al node GPS basat en Arduino. Aquest node té un xip GPS integrat. Tot i que també podem connectar-hi una antena GPS addicional, continuaria utilitzant-la a bord. El node GPS Tracker és bàsicament un escut GPS connectat a l’Arduino. El mòdul LoRa que hi està connectat té un format de tipus Zigbee i és un mòdul LoRa SX1276. Abans de connectar-lo al Dragino Gateway, hem de configurar i configurar el Gateway amb TheThingsNetwork. El procés per a això és similar al que hem utilitzat per configurar la passarel·la LG01-P. Podeu consultar aquest vídeo sobre el procés de configuració des d’aquí i també podeu consultar les instruccions d’aquest projecte des d’aquí. Després de fer la configuració de la passarel·la. Ara hem de fer les connexions perquè el node funcioni. Com que la part GPS està connectada com a blindatge, no hi ha cap necessitat de cables. Només hem de connectar dos cables jumper que són els pins GPS-Rx i GPS-Tx que cal connectar als pins digitals 3 i 4 respectivament. Quan es compra el node, té ponts de color groc als pins que hem de connectar. Traieu aquests ponts primer i després podreu fer les connexions. Després de fer aquestes connexions simples, ara és hora de penjar el codi en aquest node, que farem al següent pas.

Podeu obtenir una descripció detallada del GPS Shield des d’aquí.

Pas 5: programació del node GPS basat en Arduino

En aquest pas, carregarem el programa al nostre node basat en Arduino. Per a això, heu de consultar el dipòsit GitHub per a aquest projecte des d’aquí i seguir els passos que s’indiquen a continuació:

1. Aneu al dipòsit de Github. Allà veureu un fitxer anomenat "Arduino LoRaWAN GPS Tracker.ino". Obriu aquest fitxer. És el codi que cal carregar a l'Arduino, així que copieu-lo i enganxeu-lo a l'IDE d'Arduino.

2. Aneu a TheThingsNetwork Console. Allà haureu de crear una aplicació, proporcionar-li qualsevol identificador d’aplicació aleatori, una descripció si voleu i, després, feu clic al botó "Afegeix una aplicació". Un cop s'hagi afegit l'aplicació, aneu a la pestanya Dispositius.

3. Allà heu de registrar un dispositiu. Doneu-li un identificador de dispositiu únic. Genereu un EUI de dispositiu i una aplicació EUI aleatoris i premeu el botó de registre.

4. Un cop fet això, heu de dirigir-vos a la configuració i canviar el mètode d'activació d'OTAA a ABP i, després, feu clic al botó Desa.

5. Des de la pàgina Visió general del dispositiu, copieu l'adreça del dispositiu i enganxeu-la al codi publicat a Arduino IDE al seu lloc respectiu. Després, copieu la clau de sessió de xarxa i la clau de sessió de l'aplicació en el format codificat i enganxeu-les al codi també.

6. Un cop fet això, connecteu l'Arduino al vostre PC. Seleccioneu el port COM correcte i premeu el botó de càrrega. Un cop carregat el codi. Obriu el monitor de sèrie a una velocitat de transmissió de 9600 i veureu algunes dades al monitor de sèrie que simbolitza que la transmissió de dades s'està produint.

7. Després, torneu a la consola TheThingsNetwork i obriu l'aplicació que hem creat. Allà feu clic al botó Formats de càrrega útil. Torneu al dipòsit de Github, hi veureu un fitxer anomenat "Arduino GPS Tracker Payload". Obriu aquest fitxer i copieu el petit codi que hi ha escrit i enganxeu-lo sota els formats de càrrega útil. Després, deseu les funcions de càrrega útil. Aquesta funció de càrrega útil s’utilitza per descodificar les dades enviades pel node GPS.

En això, també hem acabat amb la part de programació per al node. Si us dirigiu a la pestanya Dades, hi veureu algunes dades aleatòries abans que s'apliqués la funció de càrrega útil. Però tan bon punt s'apliqui la funció de càrrega útil. A continuació, veureu algunes dades significatives, com ara la latitud, la longitud i un missatge que diu la funció de càrrega útil TTN. Això mostra que el node està connectat amb èxit i que la transmissió de dades també està en marxa. Com que aquest node no està connectat amb els satèl·lits GPS, és per això que es necessita temps en la transmissió de dades, però també si el mantenim a cel obert i hi afegim una antena addicional, podem millorar significativament el rendiment d’aquest.

Pas 6: Configuració del node de seguiment GPS LGT-92

Fins ara hem realitzat la configuració i la configuració del node GPS Arduino i hem enviat dades a través d’ell també a la passarel·la. Però, com podeu veure, l'Arduino Node és una mica voluminós i poc presentable. Però no us preocupeu, ja que tenim el node LGT-92 GPS Tracker de Dragino. Es tracta d’un node rastrejador GPS d’aspecte lleuger i bell que té una estructura similar a la del node Arduino a l’interior, però a l’exterior té un panell que té un gran botó SOS vermell que envia les dades d’emergència a la passarel·la quan es prem i des de la porta d’entrada, ho podem llegir. També té un LED multicolor que s’il·lumina per simbolitzar diferents coses. Hi ha un botó d’encesa / apagat al costat dret. Inclou alguns accessoris, com ara una corretja per lligar-lo en algun lloc, i també un cable USB que es pot utilitzar per connectar-lo a un convertidor d'USB a sèrie i des d'allà el podeu connectar al vostre PC. En el nostre cas, no necessitem fer cap codificació, ja que el LGT-92 ve preconfigurat. La caixa que inclou inclou algunes dades, com ara la EUI del dispositiu i altres coses, de manera que hem de mantenir la caixa amb seguretat amb nosaltres.

Ara arribem a la part de configuració. Hem de crear una aplicació com hem fet en el cas del node GPS Arduino. Però heu de fer alguns canvis que es detallen a continuació:

1. Quan entrem a la pestanya EUI a la configuració, veiem que ja hi ha una EUI per defecte. Hem d’eliminar aquesta EUI i introduir l’aplicació EUI present al quadre del LGT-92.

2. Ara hem de crear un dispositiu i, dins de la configuració del dispositiu, hem d'introduir la EUI del dispositiu i la clau d'aplicació que obtindrem al quadre. A mesura que s'introdueixen aquests dos, el nostre dispositiu es registra i ja es pot utilitzar.

D’aquesta manera, es realitza la configuració i el nostre dispositiu està a punt per ser utilitzat com a node.

Pas 7: provar el funcionament de LGT-92

Fins al pas anterior, vam acabar amb la configuració, la part de configuració i el registre del dispositiu del node LGT-92 GPS Tracker. Ara, quan encenem el LGT-92, veurem un llum verd mentre s’encén. A mesura que el dispositiu s’encengui, el llum s’apagarà i parpellejarà al cap d’un temps determinat. La llum parpellejant serà de color blau que demostra que les dades s’envien en aquell moment. Ara, quan anem a la pestanya Dades, veurem que hi ha algunes dades aleatòries. Per tant, hem de canviar el format de càrrega útil com hem fet per al node Arduino. Aneu al dipòsit de Github, on veureu un fitxer anomenat "LGT-92 GPS Tracker Payload". Obriu el fitxer i copieu el codi que hi ha escrit. Ara torneu a la consola TheThingsNetwork, allà heu d’anar a la pestanya Format de càrrega útil i enganxar-hi el codi. Deseu els canvis i heu acabat. Ara, quan torneu a la pestanya Dades, veureu que ara les dades tenen un format comprensible. Allà veureu dades com el voltatge de la bateria, la latitud, la longitud, etc. També veureu algunes dades que diuen Alarm_status: False, que mostra que no es prem el botó SOS.

D’aquesta manera, vam conèixer el node LPS-8 Dragino Gateway i LGT-92 GPS Tracker i els vam configurar per enviar i rebre dades d’ubicació. Aquests dispositius poden ser molt útils per fer projectes basats en LoRa. Intentaré fer alguns projectes amb ells en el futur. Espero que us hagi agradat aquest tutorial. Amb moltes ganes de veure’t la propera vegada.