MuMo - LoRa Gateway: 25 trin (med billeder)

2024 Forfatter: John Day | [email protected]. Sidst ændret: 2024-01-30 08:25

### UPDATE 10-03-2021 // de seneste oplysninger / opdateringer vil være tilgængelige på github-siden:

github.com/MoMu-Antwerp/MuMo

Hvad er MuMo?

MuMo er et samarbejde mellem produktudvikling (en afdeling ved universitetet i Antwerpen) under navnet Antwerp Design Factory og Antwerp Fashion Museum.

Målet med projektet er at bygge et open source IOT -monitor -system baseret på et LoRa -netværk.

• Det skal være let at opsætte.
• Det skal være let at samle.
• Det skal være skalerbart med hensyn til anvendelsesområde.

Hvad projektet MuMo indeholder:

MuMo Node

MuMo Node er en lavenhedsenhed på AA -batterier, der kan måle og transmittere miljøparametre over et LoRa -netværk. Parametrene er temperatur, fugtighed, omgivende tryk og lysstyrke.

*** MuMo -noden kan udvides med andre funktioner, der kan bruges i andre applikationer. ***

MuMo Gatway

MuMo Gateway er en aktiv LoRa -gateway, der kan modtage og videresende LoRa -signaler fra Node -enheden over internettet. I dette projekt vil gatewayen også være udstyret med de samme sensorer på MuMo Node -enheden, luftstøvføler og en fejlfælde, der kan fjernovervåges med et kamera.

*** Gatewayen behøver ikke at være udstyret med sensorer eller et kamera. Det kan også kun tjene til at levere et LoRa -netværk (ikke -måle -gateway). ***

MuMo Dashboard

MuMo Dashboard leveres til at oprette en oversigtswebapplikation over det netværk, der oprettes. Det er gjort brugervenligt med forskellige funktioner. Instrumentbrættet kan tilpasses fuldt ud til brugerens ønsker og anvendelse.

Github -side:

github.com/MoMu-Antwerp/MuMo

Linkede instruerbare sider:

MuMo_Node:

MuMo_Gateway:

Påkrævede værktøjer:

• 3D printer med filament
• Loddejern / lodde
• Lille skæretang
• Varm limpistol (eller andre fikseringsværktøjer)
• Lille skruetrækker

Trin 1: #Hardware - Bestilling af dele

Reservedele:

Se github -siden for en nylig oversigt:

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

Trin 2: #Hardware - 3D -printede dele

Dele til 3D -print:

1. Gateway

   • GATEWAY_Main_Housing
   • GATEWAY_Bagside

2. Sensor_udvidelse

   • Sensor_hus
   • Sensor_Bagcover

3. Kamera_udvidelse

   • Camera_Housing
   • Camera_Backcover
4. Trap_extension

github -siden for de nyeste STL -filer:

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

Udskriv filament:

PETG (foretrukket og mere holdbar)

PLA

Generelle udskriftsindstillinger:

• Ingen support nødvendig
• Fyld ikke nødvendig
• 0,2 laghøjde
• 3 udvendige omkredse (for styrke og holdbarhed)

Trin 3: #Software - Forbered SD -kort Raspberry Pi

Dele:

• Hindbær Pi
• Micro SD -kort.

Instruktioner:

1. Sørg for, at SD-kortet er blinket, og at det rigtige hindbæroperationssystem (Raspberry Pi OS (32-bit) med desktop) billede er installeret på micro SD-kortet. Følg nedenstående link for at finde de rigtige instruktioner til at blinke og forberede dit micro SD -kort.
2. Indsæt dit micro SD -kort i Raspberry Pi.

Link:

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

Trin 4: #Hardware - Forbered luftstøvføleren (valgfrit)

Dele:

• set luftstøvføler
• 2 x modstand (3,3 KΩ)
• Grove hat bord
• 2 x krympeærmer

Instruktioner:

1. Skær den røde ledning op til stikket.
2. Klip den gule ledning i en afstand af 3 cm fra stikket.
3. Klip den sorte ledning i en afstand af 2 cm fra stikket.
4. Strip enden af hver ledning.
5. Sæt et lille krympemuffe over det gule kabel.
6. Sæt et stort krympemuffe over det gule og sorte kabel.
7. Lod de to modstande i serie med det gule kabel på stikket imellem.
8. Lod det andet gule kabel på siden af sensoren til en af modstandene.
9. Skub den lille muffe over loddetilslutningen af den gule ledning med en modstandsende stadig udsat, og varmekrymp den lille muffe.
10. Lod de sorte ledninger tilbage sammen med den stadig udsatte modstandsende imellem.
11. Skub den store muffe over loddetilslutningen og den lille muffe og varmekrymp den store muffe.
12. Lod det røde kabel til 5V benene (pin 2 og 4) på Grove hattepladen (se billedet ovenfra).

Trin 5: #Hardware - Montering af afstandsstykkerne (valgfrit)

Dele:

• Grove hat bord
• Set luftstøvføler
• 4 x hun-afstandsstykker
• 4 x hun-hun afstandsstykker
• 4 x møtrik

Instruktioner:

1. Monter hun-han-afstandsstykkerne gennem monteringshullerne på lundens hattebræt
2. Skru møtrikkerne på afstandsstykkerne mellem hun-han og stram det. (for at give ekstra plads til kablerne at bøje)
3. Skru hun-hun-afstandsstykkerne oven på møtrikkerne og stram alt.
4. Læg det røde 5V -kabel på luftstøvføler langs indersiden af afstandsstykket (se sidste billede).

Trin 6: #Hardware - Tilslutning af kamerakabel / støvføler / I2C (valgfrit)

Dele:

• Samlingsstakken fra trin 6

• Hindbær PiModel 3 B+
• Kamerakabel
• 2 x grove tilslutningskabler
• 1 x lang M2,5 skrue

Instruktioner:

Kamerakabel:

1. Løft låsen på kabelforbindelsen på Raspberry Pi (se billede et - rødt rektangel). Vær forsigtig, skrøbelig!
2. Sæt kamerakablet i stikket på Raspberry Pi med den blå side mod usb -stikket.
3. Når kablet er på det rigtige sted. Skub låsen tilbage på plads, så kabelforbindelsen er sikret.
4. Før kamerakablet gennem det medfølgende hul i lundbrættet. (se billede af grove board ovenfra - rødt rektangel)
5. Juster kortet med stiftforbindelserne på siden.
6. Skub den helt ned for at lave en stak.
7. For at sikre stakken skal du montere skruen i hullet ved siden af lydforbindelsen til hindbær pi. (se billede set ovenfra)
8. Den første stak er færdig!

Luftstøvføler:

Tilslut stikket til luftstøvføleren til pin D16 på Grove hattepladen. (se billede af lundpladen set ovenfra - lilla rektangel)

I2C -stik:

Tilslut de to grove -tilslutningskabler til I2C -stikene på Grove hatkortet. Brug helst de stik, der er tæt på kamerakablet. Dette gør det lettere at bruge HDMI -porten bagefter. (se billede af grove board ovenfra - blå rektangel)

Trin 7: #Hardware - Opbygning af stakken i huset

Dele:

• Samlingsstakken fra trin 6
• Gateway_body 3D -print
• 3 x Lang M2,5
• 1 x M3

Instruktioner:

1. Kontroller, om micro SD -kortet er indsat i Raspberry Pi.
2. Indsæt luftstøvføleren i 3D -printhuset, og fastgør den med M3 -skruen.
3. Inden vi indsætter stakken. Før kamerakablet og de to I2C grove -tilslutningskabler gennem den nederste åbning i huset.
4. Indsæt Pi -stakken i huset.
5. Skub kablerne ned på siden, så de ikke kommer i vejen.
6. Sørg for, at der ikke er ledninger foran Micro USB og HDMI -forbindelsen.
7. Fastgør stakken med tre M2,5 -skruer gennem de store huller i fronten.

Trin 8: #Hardware - Dragino LoRa Shield

Dele:

• Samlingen fra trin 7
• Dragino LoRa skjold
• 4 x korte M2,5 skruer

Instruktioner:

1. Forinstaller antennen til Dragino LoRa -skjoldet. (stram ikke helt endnu!)
2. Indsæt Dragino LoRa -skjoldet oven på lundens hattebræt. Juster stifterne, og skub det helt ned.
3. Fastgør kortet med de fire M2.5 -skruer.

Trin 9: #Hardware - Bagcover

Dele:

• Samlingen fra trin 8
• Gateway_backcover
• 2x M3 skruer

Instruktioner:

1. Skub bagcoverets indsatser ind i huset, og skub det ned.
2. Fixerede bagdækslet med to M3 skruer.

Trin 10: #Hardware - Opsætning af LoRa Gatway

Dele:

• Samlingen fra trin 9
• Periferiudstyr: skærm (HDMI) / tastatur / mus
• Micro usb strømforsyning

Instruktioner:

1. Tilslut Raspberry til en skærm med et HDMI -kabel.
2. Tilslut en mus, et tastatur til USB -stikket.
3. Tilslut strøm -usb -kablet til Raspberry Pi sidst. Det skulle begynde at starte op nu.

Trin 11: #Software - Opsætning af LoRa Gatway - Første start af Raspberry Pi

Instruktioner:

1. Du vil se opsætningsskærmen. Følg installationsskærmens instruktioner.
2. Vælg din amt / netværk / tastaturindstilling
3. I slutningen vil den søge efter opdateringer og installere dem. Vær tålmodig, det kan tage et par minutter.

Trin 12: #Software - Opsætning af LoRa Gatway - Få Ether -adresse til TTN

Instruktioner:

1. Åbn en terminal på Raspberry Pi.
2. Indtast> ifconfig wlan0:
3. Du kan se etheradressen til Pi. (eks: b5: 23: eb: fc: 55: d4)
4. Skriv dette ned, fordi du får brug for det, når du konfigurerer gatewayen i TTN.

*** sidebemærkning ***

For mere detaljerede installationsoplysninger om Dragino PG1301, se brugervejledningen (side 7):

Git link til pdf

Trin 13: #TTN - Tilmeld / Log ind

Ting -netværket giver et sæt åbne værktøjer og et globalt, åbent netværk til at bygge din næste IoT -applikation til lave omkostninger med maksimal sikkerhed og klar til skalering.

* Hvis du allerede har en konto, kan du springe dette trin over

Instruktioner:

1. Tilmeld dig The Things Network og opret en konto
2. Følg instruktionerne på TTN's websted.
3. Efter tilmelding skal du logge ind på din konto
4. Gå til din konsol. Du finder det i rullemenuen på din profil (se billede)

Trin 14: #TTN - Opret en Gatway på TTN

Instruktioner:

1. Klik på Gateway i konsollen på TTN.
2. Klik på register gateway i øverste højre hjørne til en ny gateway -enhed. (se billede - rød firkant)
3. Marker afkrydsningsfeltet "Jeg bruger den ældre pakkevideresender". (se billede - grøn firkant)
4. Udfyld gateway EUI ved hjælp af etheradressen fra Pi. Konverter din adresse som dette eksempel b5: 23: eb: fc: 55: d4 => B523EBFC55D4FFFF (se billede - grønt rektangel) "FFFF" tilføjes for at gøre det til et 8 byte unikt EUI.
5. Vælg din frekvensplan (f.eks.: Europa - 868MHz for Europa)
6. Vælg din router (f.eks: ttn-router-eu til Europa)
7. Ret din placering på kortet. (valgfri)
8. Marker den rigtige boks, indendørs eller udendørs.
9. Klik på knappen Registrer gateway nederst på siden

Trin 15: #Software - Opsætning af LoRa Gatway - grænsefladeindstillinger

Instruktioner:

1. I terminalen skal du indtaste> sudo raspi-config
2. Vælg grænsefladeindstillinger
3. Vælg og aktiver SPI
4. Vælg og aktiver Kamera
5. Vælg og aktiver I2C

Trin 16: #Software - Opsætning af LoRa Gatway - Download og installer LoRaWAN Packet Forwarder Aktiver SPi

Instruktioner:

1. I terminalen skal du indtaste> wget
2. Dette vil downloade pakkespeditøren fra Dragino Server til RPI.
3. I terminalen skal du indtaste> sudo dpkg -i lorapktfwd.deb

Trin 17: #Software - Opsætning LoRa Gatway - Config Gateway ID, frekvensbånd og serveradresse

Instruktioner:

1. Efter installationen skal du gå til etc/ lora-gateway/ og åbne local_conf.json
2. Mellem de krøllede parenteser tilføj denne sektion herunder:

"gateway_ID": "B523EBFC55D4FFFF",

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

"serv_port_up": 1700,

"serv_port_down": 1700

3. Skift gateway_ID til den gateway_ID, du brugte til at konfigurere gatewayen i TTN. (med "FFFF")

4. Gem dokumentet.

Trin 18: #Software - Opsætning af LoRa Gatway - Start LoRa -netværket

Instruktioner:

1. I terminalen type>
2. sudo systemctl stop lorapktfwd
3. sudo systemctl start lorapktfwd
4. sudo systemctl aktiver lorapktfwd
5. Dette genstarter pakkespeditøren og sikrer, at speditøren starter med Raspberry Pi. Nu er din LoRa -gateway aktiv.
6. Du bør se statusopdateringen til "tilsluttet" inden for få minutter på TTN.

Trin 19: #Software - Setup Gateway - Sensor / kamera - Installer (valgfrit)

Instruktioner:

1. Tjek om du har python 3 på din Raspberry Pi. I terminaltypen => python3
2. Hvis du ikke har python 3, skal du følge denne installationsvejledning:
3. type => sudo apt opdatering
4. type => sudo apt installer python3 idle3
5. Nu skal du have python 3. Kontroller igen med det første trin.

Aktiver kamera / I2C / SPI: (du har muligvis allerede gjort dette i LoRa -opsætningen)

1. I terminaltypen => sudo raspi-config
2. Gå til grænsefladeindstillinger.
3. Aktiver kamera
4. Aktiver I2C
5. Aktiver SPI

Installer følgende biblioteker: (skriv disse kommandoer i terminalen)

1. sudo apt-get opdatering

sudo apt-get install libatlas-base-dev

2. pip3 installer numpy
3. pip3 installer opencv-python
4. pip3 installer scikit-image

pip3 installeringsplan

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

Trin 20: #Software - Setup Gateway - Sensor / kamera - Scriptkørsel (valgfrit)

Instruktioner:

1. Download python -scriptet "mumo.py" fra github: Github -link
2. Placer koden på dit skrivebord.
3. Åbn en terminal og skriv> sudo nano/etc/xdg/lxsession/LXDE-pi/autostart
4. Kopier denne linje til bunden af filen> @lxterminal -e python3 /home/pi/Desktop/mumo.py
5. Gem filen, og luk den.
6. Nu starter scriptet automatisk ved genstart.
7. Åbn koden.
8. Skift til dit URL -slutpunkt. (hvor skal dataene sendes på din backend -server)

Trin 21: #Hardware - Sensorudvidelse (valgfrit)

Dele:

• Samlingen fra trin 9
• Sensor_krop
• Sensor_kappe
• Digital lyssensor (lille sensor)
• BME680 sensor (lang sensor)
• 4 x M2x5 skruer
• 4x M3 skruer

Instruktioner:

1. Sæt de to I2C grove -tilslutningskabler gennem hullet på sensor_cap.
2. Tilslut BME680 -sensoren og den digitale lyssensor til I2C -groveforbindelseskablet.
3. Indsæt BME680 -sensoren og den digitale lyssensor i sensor_body -delen, og fastgør den med fire M2x5 -skruer. Du bliver nødt til at bøje kablet for at montere sensorerne på plads, så vær forsigtig!
4. Skub sensor_cap oven på sensorhuset for at lukke det.
5. Fastgør hætten til kroppen med to M3 skruer.
6. Fastgør sensor-tilføjelsesmodulet til fronten af gatewayen med to M3-skruer. (se billede - Rød cirkel)
7. Grovekablerne er sandsynligvis for lange. Skub dem inde i sensorhuset.

Trin 22: #Hardware - Kameraudvidelse (valgfrit)

Dele:

• Samlingen fra trin 10
• Kameramodul (med M2.5 -skruer)
• Kamera_krop
• Kamera_kappe
• 4x M3 skruer

Instruktioner:

1. Placer kameraet og et lysfæste i kamerahuset, og fastgør det med de fire M2.5 -skruer fra kameramodulet.
2. For at indsætte kamerakablet skal vi løfte den sorte plastikholder fra forbindelsen.
3. Indsæt kamerakablet med den blå overflade vendt mod kameraet. (se billeder)
4. Skub camera_body oven på forsamlingen
5. Fixed camera_cap med to M3 skruer til camera_body.
6. Monter kameratilbehøret på bunden af gatewayhuset med to M3 -skruer (se billede - rød cirkel)
7. Skub det udragende kabel ind i huset.

Trin 23: #Hardware - Bug Trap Extension (valgfri)

Dele:

• Samlingen fra trin 11
• Trap_Frame
• bug trap papir - klæbrig papir
• 2x M3 skruer

Instruktioner:

1. Placer Trap_Frame -delen oven på kamerahuset. Fælden har noget plads til gatewayens usb -kabel, så tjek billederne for den korrekte retning.
2. Fastgør med to M3 -skruer på venstre og højre side af kamerahuset.
3. Indsæt dit (60 x 75) mm fejlpapir i fælden. Der er to åbninger i for- og bagretning. Det afhænger af, hvordan du vil placere gatewayen.
4. Power usb -kablet kan væves mellem fældedelens åbne struktur.

Trin 24: #Hardware - Montering af gateway

Gatewayen er forsynet med mange muligheder for at montere gatewayen.

Vi har to skruespalter, hvorpå porten kan hænges.

Vi har også kabelbinderlunde, så du nemt kan fastgøre porten til hvad som helst.

Trin 25: #Hardware - forskellige orienteringer

Gatewayen er modulær, så sensorerne og kameraet kan monteres i forskellige retninger. Du kan også oprette dine egne komponenter og føje dem til opsætningen.