آموزش LoRa GPS Tracker - LoRaWAN با Dragino و TTN: 7 مرحله

2024 نویسنده: John Day | [email protected]. آخرین اصلاح شده: 2024-01-30 08:51

هی ، چه خبر ، بچه ها! Akarsh اینجا از CETech.

چند پروژه قبلی ما نگاهی به دروازه LoRaWAN از Dragino داشتیم. ما گره های مختلف را به Gateway متصل کردیم و داده ها را از گره ها به Gateway با استفاده از TheThingsNetwork به عنوان سرور منتقل کردیم. ما کل مراحل پیکربندی Gateway را طی کردیم. در این پروژه ، ما قصد داریم آن بازی را با اتصال ردیاب GPS به Gateway یک قدم جلوتر ببریم. در واقع ، ما دو ردیاب GPS را یکی یکی به Gateway متصل می کنیم.

ابتدا ، ما یک گره GPS مبتنی بر آردوینو را پس از برنامه نویسی به Gateway متصل می کنیم تا بتوانیم داده های GPS را به اشتراک بگذاریم ، و پس از آن ما یک گره ردیاب GPS آماده LGT92 را از Dragino متصل کرده و داده های GPS را نیز از آن جمع آوری می کنیم.

صبر کنید ، آیا در مورد دروازه جدید Dragino که امروز قرار است از آن استفاده کنیم به شما گفتم. بله ، امروز ما یک دروازه جدید از dragino با خود داریم که دارای 8 کانال LPS8 است که از آن استفاده خواهیم کرد.

خوش میگذره. پس بیایید شروع کنیم.

تدارکات:

LPS8 را در هند بخرید:

LGT92 را در هند بخرید:

مرحله 1: PCB ها را برای پروژه های ساخته شده خود تهیه کنید

PCBGOGO ، که در سال 2015 تأسیس شد ، خدمات مونتاژ PCB کلید در دست ، از جمله تولید PCB ، مونتاژ PCB ، تامین قطعات ، آزمایش عملکرد و برنامه نویسی IC را ارائه می دهد.

پایه های تولیدی آن مجهز به پیشرفته ترین تجهیزات تولید می باشد. اگرچه تنها پنج سال از عمر آن می گذرد ، اما کارخانه های آنها بیش از 10 سال در صنعت PCB در بازارهای چین تجربه دارند. این متخصص برجسته در مونتاژ سطح ، از طریق سوراخ و فناوری مخلوط PCB و خدمات تولید الکترونیکی و همچنین مونتاژ PCB کلید در دست است.

PCBGOGO خدمات سفارش از نمونه اولیه تا تولید انبوه را ارائه می دهد ، اکنون به آنها بپیوندید تا کریسمس و سال نو را به سبک جشن بگیرید! آنها تخفیف های بزرگ کوپنی به همراه هدایای غافلگیرکننده با سفارشات شما ارائه می دهند و بسیاری از هدایای دیگر در حال برگزاری است !!!!

مرحله 2: درباره LPS8 Dragino Gateway

LPS8 یک دروازه سرپوشیده داخلی LoRaWAN است. برخلاف درگاه تک کاناله LG01-P. LPS8 یک دروازه 8 کاناله است به این معنی که ما می توانیم گره های بیشتری را به آن متصل کنیم و به راحتی می توانیم ترافیک LoRa نسبتا بزرگتری را اداره کنیم. LPS8 Gateway از یک دستگاه غلیظ SX1308 LoRa و دو فرستنده گیرنده 1257 LoRa تغذیه می کند. دارای درگاه میزبان USB و ورودی برق USB نوع C است. علاوه بر آن دارای یک پورت اترنت است که می تواند برای اهداف اتصال استفاده شود. اما ما امروز از آن استفاده نمی کنیم زیرا قصد داریم آن را با استفاده از Wi-Fi متصل کنیم. در قسمت جلویی Gateway ، 4 LED وضعیت برای منبع تغذیه ، Wifi Access Point ، پورت اترنت و اتصال به اینترنت داریم.

این دروازه به ما اجازه می دهد تا شبکه بی سیم LoRa را از طریق Wi-Fi یا اترنت به یک شبکه IP متصل کنیم. LPS8 از یک حمل کننده Semtech Packet استفاده می کند و با پروتکل LoRaWAN کاملاً سازگار است. غلظت LoRa در این دروازه 10 مسیر دمودوله موازی قابل برنامه ریزی را ارائه می دهد. دارای باندهای فرکانسی استاندارد LoRaWAN از پیش تنظیم شده است که در کشورهای مختلف مورد استفاده قرار می گیرد. برخی از ویژگی های LPS8 LoRaWAN Gateway عبارتند از:

1. این یک سیستم OpenWrt منبع باز است.
2. از شبیه سازهای 49 برابر LoRa تقلید می کند.
3. دارای 10 مسیر تغییر شکل موازی قابل برنامه ریزی.

برای مطالعه دقیق در مورد دروازه LPS8. می توانید از اینجا به برگه اطلاعات آن و از اینجا به دفترچه راهنمای کاربر مراجعه کنید.

مرحله 3: درباره LGT92 LoRaWAN GPS Tracker

ردیاب GPS Dragino LoRaWAN LGT-92 یک ردیاب GPS منبع باز است که بر اساس MCU Ultra Low Power STM32L072 و SX1276/1278 LoRa Module طراحی شده است.

LGT-92 شامل یک ماژول GPS کم مصرف L76-L و یک شتاب سنج 9 محوره برای تشخیص حرکت و ارتفاع است. قدرت هر دو ماژول GPS و شتاب سنج را می توان با MCU کنترل کرد تا بهترین مشخصات انرژی را برای برنامه های مختلف بدست آورد. فناوری بی سیم LoRa مورد استفاده در LGT-92 به کاربر این امکان را می دهد تا داده ارسال کرده و با سرعت پایین داده به محدوده بسیار طولانی برسد. این دستگاه ارتباط طیف وسیع برد وسیع و ایمنی مداخله بالا را در حالی که مصرف فعلی را به حداقل می رساند ، فراهم می کند. این خدمات ردیابی حرفه ای را هدف قرار می دهد. همچنین دارای یک دکمه SOS اضطراری است که با فشار دادن آن پیامی را ارسال می کند که برای آن پیکربندی شده است. این یک گره کوچک سبک وزن است که در دو نوع وجود دارد که عبارتند از:

• LGT-92-Li: از باتری لیتیوم یون قابل شارژ 1000 میلی آمپر و مدار شارژ تغذیه می کند که برای ردیابی زمان واقعی با یک پیوند کوتاه پیوندی استفاده می شود.
• LGT-92-AA: مدار شارژ را غیرفعال کنید تا کمترین مصرف و قدرت را مستقیماً توسط باتری های AA دریافت کنید. این برای ردیابی دارایی طراحی شده است که در آن فقط باید چند بار در روز پیوند ایجاد کنید.

در اینجا ما قصد داریم از نسخه LGT-92-Li استفاده کنیم. برخی از ویژگی های این GPS Tracker به شرح زیر است:

• سازگار با LoRaWAN 1.0.3
• ردیابی منظم/ زمان واقعی GPS
• شتاب سنج داخلی 9 محوره
• قابلیت تشخیص حرکت
• نظارت بر توان
• گیره شارژ با پورت USB (برای LGT-92-LI)
• باتری لیتیوم یون 1000 میلی آمپر (برای LGT-92-LI)
• LED سه رنگ ،
• دکمه زنگ هشدار
• باندها: CN470/EU433/KR920/US915/EU868/AS923/AU915AT فرمان تغییر پارامترها

برای اطلاعات بیشتر در مورد LGT92 می توانید به برگه اطلاعات این محصول از اینجا و دفترچه راهنمای کاربر محصول از اینجا مراجعه کنید.

مرحله 4: راه اندازی گره: گره GPS Tracker مبتنی بر Arduino

در این مرحله ، ما قصد داریم اولین نوع گره ردیاب GPS را که قصد داریم به Dragino Gateway خود یعنی گره GPS مبتنی بر آردوینو متصل کنیم ، راه اندازی کنیم. این گره دارای تراشه GPS داخلی است. اگرچه ما همچنین می توانیم یک آنتن GPS اضافی را به این دستگاه متصل کنیم ، اما همچنان از آنتن داخلی استفاده می کنم. گره GPS Tracker در اصل یک سپر GPS متصل به آردوینو است. ماژول LoRa متصل به آن در قالب Zigbee است و ماژول SX1276 LoRa است. قبل از اتصال آن به دروازه Dragino ، باید Gateway را با TheThingsNetwork راه اندازی و پیکربندی کنیم. فرآیند انجام آن مشابه روشی است که برای پیکربندی LG01-P Gateway استفاده کردیم. می توانید این ویدیو را برای فرایند پیکربندی از اینجا بررسی کنید و همچنین می توانید از اینجا به دستورالعمل های مربوط به آن پروژه مراجعه کنید. پس از انجام تنظیمات Gateway. اکنون ما باید اتصالات را برای عملکرد Node انجام دهیم. از آنجا که قسمت GPS به عنوان یک سپر متصل است ، نیازی به هیچ سیم و همه چیز نیست. ما فقط باید دو کابل بلوز را که پین GPS-Rx و GPS-Tx هستند و به ترتیب باید به پین های دیجیتال 3 و 4 متصل شوند ، متصل کنیم. هنگامی که گره خریداری می شود ، جهنده هایی به رنگ زرد روی پین ها وجود دارد که باید به آنها متصل شویم. ابتدا آن جهنده ها را بردارید سپس می توانید اتصالات را انجام دهید. پس از انجام این اتصالات ساده ، اکنون زمان بارگذاری کد در این گره است که در مرحله بعدی انجام خواهیم داد.

از اینجا می توانید توضیحات مفصلی درباره GPS Shield دریافت کنید.

مرحله 5: برنامه نویسی گره GPS مبتنی بر Arduino

در این مرحله ، ما قصد داریم برنامه را در گره مبتنی بر آردوینو بارگذاری کنیم. برای این کار ، باید از اینجا به مخزن GitHub این پروژه مراجعه کنید و مراحل زیر را دنبال کنید:

1. به مخزن Github بروید. در آنجا فایلی با نام "Arduino LoRaWAN GPS Tracker.ino" را مشاهده خواهید کرد. آن فایل را باز کنید. این کدی است که باید در آردوینو بارگذاری شود ، بنابراین آن کد را کپی کرده و در IDE آردوینو جایگذاری کنید.

2. به سراغ TheThingsNetwork Console بروید. در آنجا شما باید یک برنامه ایجاد کنید تا هرگونه شناسه برنامه تصادفی به آن داده شود ، در صورت تمایل توضیحاتی داده و سپس دکمه "افزودن برنامه" را کلیک کنید. پس از افزودن برنامه ، به برگه دستگاه ها بروید.

3. در آنجا شما باید یک دستگاه را ثبت کنید. یک شناسه دستگاه منحصر به فرد به دستگاه بدهید. یک EUI دستگاه و برنامه EUI تصادفی ایجاد کرده و دکمه ثبت را فشار دهید.

4. پس از انجام این کار ، باید به تنظیمات بروید و روش فعال سازی را از OTAA به ABP تغییر دهید و پس از آن روی دکمه ذخیره کلیک کنید.

5. در صفحه نمای کلی دستگاه ، آدرس دستگاه را کپی کرده و آن را در کد ارسال شده در Arduino IDE در محل مربوطه خود بچسبانید. پس از آن کلید جلسه شبکه و کلید جلسه برنامه را در قالب کد شده کپی کرده و آنها را نیز در کد جایگذاری کنید.

6. پس از انجام این کار ، Arduino را به رایانه خود وصل کنید. پورت COM مناسب را انتخاب کرده و دکمه بارگذاری را فشار دهید. به محض بارگذاری کد. سريال مانيتور را با سرعت 9600 باز كنيد و برخي داده ها را در مانيتور سريال مشاهده كنيد كه نماد انتقال داده ها در حال انجام است.

7. پس از آن به کنسول TheThingsNetwork بازگردید و برنامه ای را که ایجاد کرده ایم باز کنید. در آنجا بر روی دکمه Payload Format کلیک کنید. به مخزن Github بازگردید ، در آنجا فایلی با نام "Arduino GPS Tracker Payload" را مشاهده خواهید کرد. آن فایل را باز کرده و کد کوچکی که در آنجا نوشته شده را کپی کرده و آن را در قالب های payload جایگذاری کنید. پس از آن توابع محموله را ذخیره کنید. این عملکرد بار برای رمزگشایی داده های ارسال شده توسط گره GPS استفاده می شود.

در این قسمت ، قسمت برنامه نویسی برای گره نیز به پایان رسیده است. اگر به سربرگ Data بروید ، قبل از اعمال تابع بار ، برخی داده های تصادفی را در آنجا مشاهده خواهید کرد. اما به محض اعمال تابع محموله. سپس برخی از داده های معنی دار مانند عرض جغرافیایی ، طول جغرافیایی و پیامی را می بینید که می گوید عملکرد TTN Payload. این نشان می دهد که گره با موفقیت متصل شده و انتقال داده نیز در حال انجام است. از آنجا که این گره با ماهواره های GPS چسبانده نمی شود ، به همین دلیل در انتقال داده ها زمان می برد ، اما اگر آن را در آسمان باز نگه داریم و یک آنتن اضافی اضافه کنیم ، می توان عملکرد آن را به میزان قابل توجهی افزایش داد.

مرحله 6: راه اندازی LGT-92 GPS Tracker Node

تا کنون ، ما راه اندازی و پیکربندی گره GPS Arduino را انجام داده و داده ها را از طریق آن به دروازه نیز ارسال کرده ایم. اما همانطور که مشاهده می کنید Arduino Node کمی حجیم است و چندان قابل ارائه نیست. اما نگران نباشید زیرا ما گره LGT-92 GPS Tracker را از Dragino داریم. این یک گره ردیاب GPS بسیار سبک وزن است که دارای ساختار مشابه با گره آردوینو در داخل است ، اما در خارج دارای یک پنل است که دارای یک دکمه بزرگ SOS قرمز رنگ است که هنگام فشردن و از طریق آن داده های اضطراری را به دروازه ارسال می کند. دروازه ، ما می توانیم آن را بخوانیم همچنین دارای یک LED چند رنگ است که برای نماد چیزهای مختلف روشن می شود. دکمه روشن/خاموش در سمت راست وجود دارد. همراه با برخی لوازم جانبی مانند یک بند برای بستن آن در جایی و همچنین یک کابل USB که می تواند برای اتصال آن به یک مبدل USB به سریال استفاده شود و از آنجا می توانید آن را به رایانه خود متصل کنید. در مورد ما ، نیازی به کد نویسی نداریم زیرا LGT-92 از پیش تنظیم شده است. جعبه ای که وارد می شود دارای داده هایی مانند Device EUI و موارد دیگر است ، بنابراین ما باید جعبه را با خیال راحت همراه خود داشته باشیم.

اکنون به بخش پیکربندی می رسیم. ما باید برنامه ای را ایجاد کنیم که در مورد گره GPS Arduino انجام دادیم. اما باید برخی از تغییرات زیر را انجام دهید:

1. وقتی وارد برگه EUI در زیر تنظیمات می شویم ، می بینیم که قبلاً یک EUI پیش فرض وجود دارد. ما باید آن EUI را حذف کرده و برنامه EUI موجود در جعبه LGT-92 را وارد کنیم.

2. اکنون ما باید یک دستگاه ایجاد کنیم و در داخل تنظیمات دستگاه ، ما باید Device EUI و App Key را که در جعبه دریافت می کنیم وارد کنیم. با وارد شدن این دو ، دستگاه ما ثبت می شود و آماده استفاده است.

به این ترتیب ، پیکربندی انجام می شود و دستگاه ما آماده استفاده به عنوان یک گره است.

مرحله 7: آزمایش عملکرد LGT-92

تا مرحله قبل ، راه اندازی ، قسمت پیکربندی و ثبت دستگاه گره LGT-92 GPS Tracker ما به پایان رسید. حالا وقتی LGT-92 را روشن می کنیم ، چراغ سبز را می بینیم که روشن است. با روشن شدن دستگاه ، چراغ خاموش می شود و پس از مدت زمان مشخص چشمک می زند. چراغ چشمک زن آبی رنگ خواهد بود که نشان می دهد داده ها در آن زمان ارسال می شوند. حالا وقتی به زبانه Data می رویم ، می بینیم که برخی داده های تصادفی وجود دارد. بنابراین ما باید قالب Payload را همانطور که برای گره آردوینو انجام دادیم تغییر دهیم. به مخزن Github بروید و در آنجا فایلی به نام "LGT-92 GPS Tracker Payload" را مشاهده خواهید کرد. فایل را باز کرده و کد نوشته شده در آنجا را کپی کنید. اکنون به TheThingsNetwork Console بازگردید ، در آنجا باید به تب Payload Format بروید و کد را در آنجا بچسبانید. تغییرات را ذخیره کنید و کار تمام است. اکنون وقتی به برگه Data باز می گردید ، می بینید که اکنون داده ها در یک قالب قابل فهم هستند. در آنجا داده هایی مانند ولتاژ باتری ، عرض جغرافیایی ، طول جغرافیایی و غیره را مشاهده خواهید کرد ، همچنین داده هایی را خواهید دید که می گویند Alarm_status: False که نشان می دهد دکمه SOS فشرده نشده است.

به این ترتیب ، ما به گره LPS-8 Dragino Gateway و LGT-92 GPS Tracker نگاهی انداختیم و آنها را برای ارسال و دریافت داده های مکان پیکربندی کردیم. این دستگاه ها می توانند در ساخت پروژه های مبتنی بر LoRa بسیار مفید باشند. در آینده نیز سعی می کنم پروژه هایی را با آنها بسازم. امیدوارم از این آموزش خوشتان آمده باشد. منتظر دیدار بعدی شما هستم.