[سری Docker Pi] نحوه استفاده از ماژول IoT Node (A) در Raspberry Pi: 18 مرحله

2024 نویسنده: John Day | [email protected]. آخرین اصلاح شده: 2024-01-30 08:54

ماژول IoT Node (A) چیست؟

IoT Node (A) یکی از ماژول های سری Docker Pi است.

گره IOT (A) = GPS/BDS + GSM + Lora.

I2C مستقیماً Lora را کنترل می کند ، داده ها را ارسال و دریافت می کند ، ماژول GSM/GPS/BDS را از طریق SC16IS752 کنترل می کند ، مادربرد فقط به پشتیبانی I2C نیاز دارد.

رزبری پای و سایر محصولات مشابه را پشتیبانی کنید.

تدارکات

1x Raspberry Pi 2B/3B/3B+/4B/3A+/Zero/Zero W

1x محصول سری Docker Pi: ماژول IoT Node (A)

کارت 1x 16 گیگابایت TF کلاس 10

منبع تغذیه 1x 5V/2.5A (5V@3A برای Pi 4B)

مرحله 1: ویژگی ها

• سری داکر پی
• قابل برنامه ریزی
• کنترل مستقیم (بدون برنامه نویسی)
• پین های GPIO را گسترش دهید
• پشتیبانی از GPS/BDS
• پشتیبانی از GSM
• پشتیبانی لورا
• می تواند با سایر تخته های پشته انباشته شود
• مستقل از سخت افزار اصلی (نیاز به پشتیبانی I2C)

مرحله 2: مرحله 1: درباره برد IoT (A) اطلاعاتی کسب کنید

IoT Node (A) یکی از ماژول های سری Docker Pi است.

گره IOT (A) = GPS/BDS + GSM + Lora.

I2C مستقیماً Lora را کنترل می کند ، داده ها را ارسال و دریافت می کند ، ماژول GSM/GPS/BDS را از طریق SC16IS752 کنترل می کند ، مادربرد فقط به پشتیبانی I2C نیاز دارد. Raspberry Pi و سایر محصولات مشابه را پشتیبانی کنید.

بنابراین می توانید با استفاده از دو دستگاه وسایل ارتباطی میان رده بسازید.

همچنین می توانید با استفاده از ماژول GPS در محل ، مکان دستگاه خود را تعیین کنید.

سیم کارت را وارد کنید ، از طریق پیام کوتاه به یک ایستگاه فرستنده تبدیل می شود.

مرحله 3: مرحله 2: نحوه جمع آوری آن

مونتاژ آن به دلیل طراحی "HAT" بسیار آسان است ، فقط آن را روی تمشک pi قرار دهید و از طریق پین های GPIO آن را بچسبانید ، مانند "کلاه" روی تمشک pi ، به طوری که مجبور نباشید جرم را اضافه کنید. سیم

مرحله 4: مرحله 3: اتصال آنتن

3 قطعه آنتن برای این ماژول IoT (A) وجود دارد ، یکی از آنها برای ماژول loar است ، آنتن از نوع SMA است ، و یکی از آنها برای GPS شما مناسب است ، آنتن جعبه مربعی است که دارای پورت IPX است. و آخرین مورد مربوط به ماژول سیم کارت (A9G) است ، آنتن کوچکی است که دارای پورت IPX است. آنتن را وصل کرده و کلاه را به تمشک پای خود نصب کنید.

نحوه جمع آوری برد Iot Node (A) را روی Raspberry Pi نصب کنید

اتصال آنتن GPS و Lora antana به درگاه IPX.

• E1 ： GPS-ANTANA-IPX
• E3 ： LoRa-ANTANA-IPX

آنتن GPRS را روی پورت SMA پیچ می کند.

مرحله 5: مرحله 4: محیط سیستم عامل و تنظیمات نرم افزار

در این مرحله ، شما باید این کارها را انجام دهید:

1. آخرین فایل تصویری را از: www.raspberrypi.org/downloads بارگیری کنید

2. آن را از حالت فشرده خارج کنید.

3. کارت TF خود را با آخرین تصویر از طریق ابزار etcher فلش کنید

4. فایل /boot/config.txt را اصلاح کرده و این پاراگراف را اضافه کنید.

dtoverlay = sc16is752-i2c

5. فایل /boot/overlay/sc16is752-i2c.dtbo را با این فایل جایگزین می کند:

wiki.52pi.com/index.php/File:Sc16is752-i2c…

PS: به یاد داشته باشید که آن را از حالت فشرده خارج کرده و روی پوشه/boot/overlay/خود قرار دهید و فایل قبلی را جایگزین کنید.

6. رزبری پای خود را راه اندازی مجدد کنید.

مرحله 6: مرحله 5: پیکربندی I2C (Raspberry Pi)

sudo raspi-config را اجرا کنید و دستورالعمل ها را برای نصب پشتیبانی i2c برای هسته ARM و هسته لینوکس دنبال کنید به گزینه های رابط بروید

مرحله 7: مرحله 6: درباره اطلاعات ثبت نام بدانید

بخش GPRS

مصرف برق کم ، جریان خواب در حالت آماده به کار <1mA2.

پشتیبانی از چهار باند فرکانسی GSM/GPRS شامل 850 ، 900 ، 1800 ، 1900MHZ

GPRS کلاس 10

پشتیبانی از سرویس داده GPRS ، حداکثر سرعت داده ، بارگیری 85.6Kbps ، بارگذاری 42.8Kbps

پشتیبانی از دستورات استاندارد GSM07.07 ، 07.05 AT و دسترسی به پورت سریال از طریق تبدیل رابط I2C

دستورات AT از پورت های استاندارد AT و TCP/IP پشتیبانی می کند

بخش GPS پشتیبانی از موقعیت یابی BDS/GPS

پشتیبانی از A-GPS ، A-BDS

پشتیبانی از سیم کارت استاندارد

بخش LORA فاصله انتقال: 500 متر (پارامترهای RF: 0x50 @ China City)

پشتیبانی از روشهای مدولاسیون FSK ، GFSK ، MSK ، GMSK ، LoRaTM و OOK

حساسیت گیرنده بسیار بالا تا -141 دسی بل

پشتیبانی از تشخیص مقدمه

موتور بسته با CRC ، حداکثر 256 بایت

نشانگر فرستنده گیرنده LORA

Easy TX/RX توسط Docker Pi

مرحله 8:

ماژول A9G

ماژول A9G دو پورت سریال ارائه می دهد.

برای ارتباط از پل I2C UART استفاده کنید.

نام پورت سریال پورت سریال

• /dev/ttySC0 GSM
• /dev/ttySC1 GPS/BDS

ثبت نقشه

• آدرس تابع مقدار را ثبت کنید
• 0x01 LORA_TX1 Lora TX بافر 1 - داده های کاربر
• 0x02 LORA_TX2 Lora TX Buffer 2 - اطلاعات کاربر
• 0x03 LORA_TX3 Lora TX Buffer 3 - داده های کاربر
• 0x04 LORA_TX4 Lora TX Buffer 4 - داده های کاربر
• 0x05 LORA_TX5 Lora TX Buffer 5 - داده های کاربر
• 0x06 LORA_TX6 Lora TX Buffer 6 - داده های کاربر
• 0x07 LORA_TX7 Lora TX Buffer 7 - داده های کاربر
• 0x08 LORA_TX8 Lora TX Buffer 8 - داده های کاربر
• 0x09 LORA_TX9 Lora TX Buffer 9 - داده های کاربر
• 0x0a LORA_TX10 Lora TX Buffer 10 - اطلاعات کاربر
• 0x0b LORA_TX11 Lora TX Buffer 11 - داده های کاربر
• 0x0c LORA_TX12 Lora TX Buffer 12 - اطلاعات کاربر
• 0x0d LORA_TX13 Lora TX بافر 13 - داده های کاربر
• 0x0e LORA_TX14 Lora TX Buffer 14 - داده های کاربر
• 0x0f LORA_TX15 Lora TX Buffer 15 - داده های کاربر
• 0x10 LORA_TX16 Lora TX Buffer 16 - اطلاعات کاربر
• 0x11 LORA_RX1 Lora RX بافر 1 - داده های کاربر
• 0x12 LORA_RX2 Lora RX Buffer 2 - اطلاعات کاربر
• 0x13 LORA_RX3 Lora RX Buffer 3 - اطلاعات کاربر
• 0x14 LORA_RX4 Lora RX Buffer 4 - داده های کاربر
• 0x15 LORA_RX5 Lora RX Buffer 5 - اطلاعات کاربر
• 0x16 LORA_RX6 Lora RX بافر 6 - اطلاعات کاربر
• 0x17 LORA_RX7 Lora RX Buffer 7 - اطلاعات کاربر
• 0x18 LORA_RX8 Lora RX Buffer 8 - اطلاعات کاربر
• 0x19 LORA_RX9 Lora RX بافر 9 - داده های کاربر
• 0x1a LORA_RX10 Lora RX بافر 10 - داده های کاربر
• 0x1b LORA_RX11 Lora RX Buffer 11 - داده های کاربر
• 0x1c LORA_RX12 Lora RX Buffer 12 - اطلاعات کاربر
• 0x1d LORA_RX13 Lora RX بافر 13 - داده های کاربر
• 0x1e LORA_RX14 Lora RX بافر 14 - داده های کاربر
• 0x1f LORA_RX15 Lora RX بافر 15 - داده های کاربر
• 0x20 LORA_RX16 Lora RX Buffer 16 - اطلاعات کاربر
• 0x01 - 0x10 فقط برای نوشتن.
• 0x11 - 0x20 فقط برای خواندن.

مرحله 9: دستورالعمل ها:

L_SET (فقط برای نوشتن)

• برای تنظیم پارامترها از 0x22 به LORA Module 1 بنویسید.
• 0 بنویسید اثر ندارد

G_RESET (فقط برای نوشتن)

• برای تنظیم مجدد ماژول A9G 1 بنویسید
• 0 بنویسید اثر ندارد

L_RXNE (خواندن و نوشتن)

• 1 علت خطا بنویسید
• 0 را بنویسید تا پاک شود
• خواندن 1 به این معنی است که داده ها دریافت شده اند ، لطفاً داده ها را از ثبت 0x11 - 0x20 دریافت کنید.
• خواندن 0 به این معنی است که در حال حاضر داده ای در دسترس نیست.

L_SET (فقط برای نوشتن)

• برای ارسال داده 1 بنویسید ، لطفاً قبل از ارسال اطلاعات را در ثبت 0x01 - 0x10 پر کنید.
• 0 بنویسید اثر ندارد

مرحله 10: نحوه استفاده از ماژول GPS با Gpsd (Raspberry Pi)

نحوه استفاده از ماژول GPS با gpsd (رزبری پای)

ابتدا ، /boot/overlays/sc16is752-i2c.dtbo را جایگزین کرده و مطمئن شوید که I2C به درستی کار می کند.

• sc16is752-i2c.dtbo را جایگزین کنید
• پیکربندی I2C
• ابزارهای gpsd را نصب کنید.

یک ترمینال را باز کرده و این دستور را تایپ کنید:

sudo apt gpsd-gpsd-client را نصب کنید

فایل/etc/default/gpsd را اصلاح کرده و پارامترهای زیر را اضافه کنید:

• DEVICES = "/dev/ttySC1"
• GPSD_OPTIONS = "-F /var/run/gpsd.sock"

دستور i2cset -y 1 0x16 0x23 0x40 را برای بازنشانی ماژول GPRS وارد کنید.

اسکریپت پایتون برای GPS باز:

import serialimport os time import # راه اندازی مجدد سرویس gpsd. os.system ("sudo systemctl restart gpsd.socket") # بازکردن پورت سریال ser = serial. Serial ('/dev/ttySC0'، 115200) i = 0 if ser.isOpen == False: ser.open () try: print ("GPS را روشن کنید …") در حالی که True: ser.write (str.encode ("AT+GPS = 1 / r")) size = ser.inWaiting () اگر اندازه! = 0: ticks = time.time () respond = ser.read (اندازه) gps = str (reply، encoding = "utf -8") if (gps.find ("OK")! = -1): os.system ("sudo cgps -s") exit () else: i = i + 1 print ("Waiting GPS Enable، If the time is too long، Please test Outdoors:" + str (i)) ser.flushInput () time.sleep (1) به جز KeyboardIntruptrupt: ser.flushInput () ser.close ()

آن را ذخیره کرده و اجرا کنید:

python3 GPS.py

مرحله 11: نحوه استفاده از ماژول GPS با C (Raspberry Pi)

ابزارهای gpsd را نصب کنید

sudo apt-get نصب libgps-dev

کد منبع ایجاد کنید و نام آن را "gps.c" بگذارید

#شامل #شامل #شامل شود

#عبارتند از

#عبارتند از

int main ()

{int rc؛ ساختار تلویزیونی timeval ؛ struct gps_data_t gps_data؛ if ((rc = gps_open ("localhost" ، "2947" ، & gps_data)) == -1) {printf ("کد:٪ d ، دلیل:٪ s / n" ، rc ، gps_errstr (rc)) ؛ بازگشت EXIT_FAILURE ؛ } gps_stream (& gps_data، WATCH_ENABLE | WATCH_JSON، NULL)؛

در حالی که (1)

{ / * 2 ثانیه منتظر دریافت اطلاعات باشید * / اگر (gps_waiting (& gps_data، 2000000)) { / * داده ها را بخوانید * / if ((rc = gps_read (& gps_data)) == -1) {printf ("هنگام خواندن خطا رخ داد gps data. code:٪ d، reason:٪ s / n "، rc، gps_errstr (rc))؛ } else { /* نمایش داده ها از گیرنده GPS. */ if ((gps_data.status == STATUS_FIX) && (gps_data.fix.mode == MODE_2D || gps_data.fix.mode == MODE_3D) &&! isnan (gps_data.fix.latitude) &&! isnan (gps_data.fix.longitude)) { /* gettimeofday (& TV، NULL)؛ ویرایش: tv.tv_sec در واقع مهلت زمانی نیست! */

printf ("عرض جغرافیایی:٪ f ، طول جغرافیایی:٪ f ، سرعت:٪ f ، زمان نشان:٪ lf / n" ، gps_data.fix.latitude ، gps_data.fix.longitude ، gps_data.fix.speed ، gps_data.fix.time) ؛

// ویرایش: tv.tv_sec با gps_data.fix.time} else جایگزین شد {printf ("داده GPS در دسترس نیست / n") ؛ }}} خواب (3) ؛ } / * وقتی کارتان تمام شد … * / gps_stream (& gps_data ، WATCH_DISABLE ، NULL) ؛ gps_close (& gps_data) ؛ بازگشت EXIT_SUCCESS ؛ }

مرحله 12: آن را کامپایل کنید

گردآوری!

gcc gps.c -lm -lgps -o gps

اجرا کنید!

./gps

مرحله 13: نحوه استفاده از ماژول GPS با پایتون (رزبری پای)

توصیه می شود کد زیر با استفاده از پایتون 3 و نصب کتابخانه gpsd-py3 و GPS 2D/3D Fix اجرا شود:

وارد کردن gpsd

# به gpsd محلی متصل شوید

gpsd.connect ()

# موقعیت GPS را بدست آورید

بسته = gpsd.get_current ()

برای مشاهده داده های موجود ، اسناد درون خطی GpsResponse را مشاهده کنید

چاپ (packet.position ())

مرحله 14: نحوه استفاده از ماژول GSM با PPPd (Raspberry Pi)

الف) ابتدا ، /boot/overlays/sc16is752-i2c.dtbo را تعویض کرده و مطمئن شوید که I2C به درستی کار می کند.

• sc16is752-i2c.dtbo را جایگزین کنید
• پیکربندی I2C

ب) برای تنظیم مجدد ماژول GPRS دستور i2cset -y 1 0x16 0x23 0x40 را وارد کنید.

پس از اجرای فرمان ، باید کمی صبر کنید ، حدود 10 ثانیه

همچنین می توانید از روش زیر برای بازنشانی استفاده کنید.

ج) دستور را وارد کنید

sudo apt install ppp

برای نصب ابزارهای ppp

د)/etc/ppp/peers/provider را در/etc/ppp/peers/gprs کپی کنید

ه) اصلاح/etc/ppp/peers/gprs

• خط 10: لطفاً با ارائه دهنده خدمات خود برای کاربر مشورت کنید (مثال: cmnet).
• خط 15: لطفاً برای ارائه apn با ارائه دهنده خدمات خود مشورت کنید (مثال: cmnet).
• خط 18 - خط 24: تنظیم توصیه شده

F) تغییر/etc/chatscripts/gprs (تغییر خط 34 به خط 35 ، شماره Dialout ممکن است *99#نباشد)

G) دستور sudo pppd call gprs را برای شماره گیری وارد کنید.

ح) پیکربندی ppp خود را از ISP خود بررسی کنید.

I) دستور ping را وارد کنید -I ppp0 8.8.8.8 شبکه خود را آزمایش کنید (اگر اینترنت موجود است و جدول مسیر درست است)

J) لطفاً سیگنال GSM را خوب نگه دارید ، در غیر این صورت موارد زیر رخ می دهد.

مرحله 15: نحوه تشخیص ماژول GSM من (Raspberry Pi)

کد زیر توصیه می شود با استفاده از پایتون 3 اجرا شده و کتابخانه smbus را نصب کنید:

import serialimport time import smbus import operator import os

print ("منتظر مقداردهی اولیه …")

bus = smbus. SMBus (1)

bus.write_byte_data (0x16 ، 0x23 ، 0x40)

ser = سریال. سریال ('/dev/ttySC0'، 115200)

if ser.isOpen == نادرست:

ser.open () try: print ('-'*60) print ("Initializing A9G GPRS module.") print ("GSM Connect …") time.sleep (3) i = 0 while True: ser.write (str.encode ("AT+CCID / r")) size = ser.inWaiting () if size! = 0: ticks = time.time () respond = ser.read (size) ccid = str (response، encoding = "utf -8 ") print (ccid) else: i = i + 1 ser.flushInput () time.sleep (1) به جز KeyboardIntruptrupt: ser.close ()

بر اساس نتایج پیاده سازی ، Test Script را اجرا کنید ، ما می توانیم ماژول GSM را تشخیص دهیم. به عنوان مثال ، بازده زیر ، خطای CME ERROR 53 به ما می گوید قدرت خوب نیست. کد CME = تجهیزات GSM خطاهای مرتبط

البته اسکریپت عملکرد بازنشانی نیز دارد. اگر بتوانید CCID را به درستی نمایش دهید ، بازنشانی کامل است.

مرحله 16: نحوه استفاده از Lora TX & RX با C (Raspberry Pi)

کد زیر توصیه می شود با استفاده از پایتون 3 اجرا شده و کتابخانه smbus را نصب کنید.

باید بین دو گره IOT (A) منتقل شود. محتوای ارسال شده به خودی خود نمی تواند به تنهایی دریافت شود. لطفاً آن را به عنوان یک اسکریپت py برای اجرا ذخیره کنید.

نحوه ارسال: پس از پر کردن داده ها در ثبت 0x01 - 0x10 ، بیت L_TX را برای شروع ارسال داده ها تنظیم کنید.

import timeimport smbus import os import sys

bus = smbus. SMBus (1)

تلاش كردن:

data_list = [170 ، 85 ، 165 ، 90] # داده ها را برای ثبت بنویسید و سپس داده ها ارسال می شوند. برای فهرست در محدوده (1 ، len (data_list) + 1): bus.write_byte_data (0x16 ، index، list_list [index - 1]) چاپ ("LORA ارسال داده به٪ d ثبت٪ d داده"٪ (index، list_list [index - 1])) bus.write_byte_data (0x16، 0x23، 0x01) به جز صفحه کلید Interrupt: sys.exit ()

نحوه ارسال دریافت: بیت L_RXNE را بررسی کنید ، اگر تنظیم شد ، داده های جدید وارد شد ، این پرچم باید به صورت دستی روشن باشد

import timeimport smbus import os import sys

bus = smbus. SMBus (1)

recv_data =

تلاش كردن:

if bus.read_byte_data (0x16، 0x23) & 0x02: # اتوبوس L_RXNE را بصورت دستی پاک کنید. data_write_byte_data (0x16، 0x23، 0x00) register_list = [0x11، 0x12، 0x13، 0x14] # خواندن داده ها برای شاخص در محدوده (0x11 ، len (list_ Register] + 0x11): recv_data.append (bus.read_byte_data (0x16 ، list_list [index - 0x11])))

چاپ ("داده های دریافتی:")

print (recv_data) else: print ("هنوز اطلاعاتی دریافت نشده است") به جز KeyboardInterrupt: sys.exit ()

مرحله 17: توضیحات ویژه پهنای باند I2C

محدودیت سرعت I2C 400 کیلوهرتز است ، به دلیل پروتکل I2C ، بنابراین پهنای باند م deviceثر یک دستگاه کمتر از 320 کیلوبیت بر ثانیه است ، پهنای باند چند دستگاه کمتر از 160 کیلوبیت بر ثانیه است. محدودیت سرعت پل I2C UART 115200 بیت در ثانیه است. هنگام GPS و GSM همزمان کار کنید ، پهنای باند I2C کافی نیست ، زیرا 115.2kbps * 2 = 230.4kbps ، بنابراین برخی از داده ها سرریز می شوند. کاهش سرعت باند ارتباطات GPS و GSM می تواند کمبود پهنای باند ارتباطی را بهبود بخشد. پهنای باند اضافی I2C. معمولاً سرعت داده شبکه کند است ، بنابراین پهنای باند GSM کامل نیست ، بنابراین مشکلی در سرریز وجود ندارد.

مرحله 18: تمام شد

امیدوارم دوست داشته باشید و درست کنید.

میتوانید اینجا پیدایش کنید:

آمازون

نور شب ： https://www.amazon.com/GeeekPi-Night-Light-WS2812-Raspberry/dp/B07LCG2S5S رله برد 4 کاناله: https://www.amazon.co.uk/dp/B07MV1TJGR؟ref=myi_title_dp Power Board ： https://www.amazon.co.uk/dp/B07TD595VS؟ ref = myi_title_dp IoT Node （A） ： https://www.amazon.co.uk/dp/B07TY15M1C Sensor HUB ： https:// www. amazon.co.uk/dp/B07TZD8B61 برج یخی ：