MuMo - LoRa Gateway: 25 bước (có hình ảnh)

2024 Tác giả: John Day | [email protected]. Sửa đổi lần cuối: 2024-01-30 13:30

### UPDATE 10-03-2021 // thông tin / cập nhật mới nhất sẽ có trên trang github:

github.com/MoMu-Antwerp/MuMo

MuMo là gì?

MuMo là sự hợp tác giữa phát triển sản phẩm (một bộ phận của Đại học Antwerp) dưới tên Nhà máy Thiết kế Antwerp và Bảo tàng Thời trang Antwerp.

Mục tiêu của dự án là xây dựng một hệ thống giám sát IOT mã nguồn mở dựa trên mạng LoRa.

• Nó phải dễ dàng để thiết lập.
• Nó phải được dễ dàng để lắp ráp.
• Nó phải có khả năng mở rộng về khu vực ứng dụng.

Dự án MuMo chứa gì:

Nút MuMo

Nút MuMo là một thiết bị tiêu thụ điện năng thấp trên pin AA có thể đo và truyền các thông số môi trường qua mạng LoRa. Các thông số là nhiệt độ, độ ẩm, áp suất môi trường xung quanh và độ sáng.

*** Nút MuMo có thể được mở rộng với các chức năng khác được sử dụng trong các ứng dụng khác. ***

MuMo Gatway

MuMo Gateway là một cổng LoRa đang hoạt động có thể nhận và chuyển tiếp các tín hiệu LoRa từ thiết bị Node qua internet. Trong dự án này, cổng cũng sẽ được trang bị các cảm biến tương tự của thiết bị MuMo Node, cảm biến bụi không khí và bẫy lỗi có thể được giám sát từ xa bằng camera.

*** Cổng vào không cần trang bị cảm biến hoặc camera. Nó cũng chỉ có thể phục vụ để cung cấp mạng LoRa (cổng không đo lường). ***

Trang tổng quan MuMo

Bảng điều khiển MuMo được cung cấp để tạo ứng dụng web tổng quan của mạng đang được tạo. Nó được làm cho thân thiện với người dùng với các chức năng khác nhau. Bảng điều khiển có thể được tùy chỉnh hoàn toàn theo mong muốn và ứng dụng của người dùng.

Trang Github:

github.com/MoMu-Antwerp/MuMo

Các trang có thể hướng dẫn được liên kết:

MuMo_Node:

MuMo_Gateway:

Công cụ bắt buộc:

• Máy in 3D với dây tóc
• Hàn sắt / hàn
• Kìm cắt nhỏ
• Súng bắn keo nóng (hoặc các dụng cụ cố định khác)
• Tuốc nơ vít nhỏ

Bước 1: #Hardware - Đặt hàng các bộ phận

Các bộ phận để đặt hàng:

Xem trang github để biết tổng quan gần đây:

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

Bước 2: #Hardware - Các bộ phận được in 3D

Các phần để in 3D:

1. Cổng vào

   • GATEWAY_Main_Housing
   • GATEWAY_Backcover

2. Sensor_extension

   • Sensor_Housing
   • Sensor_Backcover

3. Camera_extension

   • Camera_Housing
   • Camera_Backcover
4. Trap_extension

trang github cho các tệp STL mới nhất:

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

In dây tóc:

PETG (ưa thích và bền hơn)

PLA

Cài đặt in chung:

• Không cần hỗ trợ
• Không cần thiết
• Chiều cao 0,2 lớp
• 3 chu vi bên ngoài (cho sức mạnh và độ bền)

Bước 3: #Software - Chuẩn bị thẻ SD Raspberry Pi

Các bộ phận:

• Raspberry Pi
• Thẻ micro SD.

Hướng dẫn:

1. Đảm bảo rằng thẻ SD được flash và hình ảnh hệ điều hành mâm xôi phù hợp (Raspberry Pi OS (32-bit) với máy tính để bàn) được cài đặt trên thẻ micro SD. Thực hiện theo liên kết bên dưới để tìm hướng dẫn phù hợp để flash và chuẩn bị thẻ micro SD của bạn.
2. Cắm thẻ micro SD của bạn vào Raspberry Pi.

Liên kết:

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

Bước 4: #Hardware - Chuẩn bị Cảm biến Bụi không khí (tùy chọn)

Các bộ phận:

• cảm biến bụi không khí nhìn thấy
• 2 x điện trở (3,3 KΩ)
• Bảng mũ Grove
• 2 x tay áo co lại

Hướng dẫn:

1. Cắt dây màu đỏ đến đầu nối.
2. Cắt dây màu vàng ở khoảng cách 3 cm từ đầu nối.
3. Cắt dây đen ở khoảng cách 2 cm từ đầu nối.
4. Dải phần cuối của mỗi dây.
5. Đặt một ống bọc nhỏ lên trên cáp màu vàng.
6. Đặt một ống bao co lớn lên trên cáp màu vàng và đen.
7. Hàn nối tiếp hai điện trở với cáp màu vàng của đầu nối ở giữa.
8. Hàn cáp màu vàng khác ở mặt bên của cảm biến với một trong các điện trở.
9. Trượt ống bọc nhỏ qua đầu nối hàn của dây màu vàng với một đầu điện trở vẫn còn tiếp xúc và nhiệt làm co ống bọc nhỏ lại.
10. Hàn các dây màu đen lại với nhau với đầu điện trở vẫn tiếp xúc ở giữa.
11. Trượt ống tay áo lớn qua mối nối hàn và ống tay áo nhỏ và làm co nhiệt ống tay áo lớn.
12. Hàn cáp màu đỏ vào chân 5V (chân 2 và 4) trên bo mạch mũ Grove (xem hình trên).

Bước 5: #Hardware - Gắn các miếng đệm (tùy chọn)

Các bộ phận:

• Bảng mũ Grove
• Đã tìm thấy cảm biến bụi không khí
• 4 x miếng đệm nữ-nam
• 4 x miếng đệm nữ-nữ
• 4 x đai ốc

Hướng dẫn:

1. Gắn các miếng đệm nữ-nam qua các lỗ lắp của bảng mũ lùm cây
2. Vặn các đai ốc trên miếng đệm nữ-nam và vặn chặt. (để cung cấp thêm không gian cho cáp uốn cong)
3. Vặn các miếng đệm nữ-cái lên trên các đai ốc và thắt chặt mọi thứ.
4. Đặt cáp 5V màu đỏ của cảm biến airdust dọc theo mặt trong của miếng đệm (xem hình cuối).

Bước 6: #Hardware - Kết nối Cáp Camera / Cảm biến Bụi / I2C (tùy chọn)

Các bộ phận:

• Ngăn xếp lắp ráp từ bước 6

• Raspberry PiModel 3 B +
• Cáp camera
• 2 x cáp kết nối lùm xùm
• 1 x vít dài M2.5

Hướng dẫn:

Cáp camera:

1. Nhấc chốt của bộ kết nối cáp trên Raspberry Pi (xem hình một - hình chữ nhật màu đỏ). Hãy cẩn thận, dễ vỡ!
2. Cắm cáp máy ảnh vào đầu nối của Raspberry Pi với mặt màu xanh lam đối diện với phích cắm usb.
3. Khi cáp ở đúng vị trí. Đẩy chốt trở lại vị trí để kết nối cáp được đảm bảo.
4. Đưa máng cáp máy ảnh vào lỗ đã cho vào bảng lùm cây. (xem hình ảnh nhìn từ trên xuống của bảng lùm xùm - hình chữ nhật màu đỏ)
5. Căn chỉnh bảng với các kết nối pin ở bên cạnh.
6. Đẩy nó xuống để tạo một ngăn xếp.
7. Để cố định ngăn xếp, hãy lắp vít vào lỗ bên cạnh kết nối âm thanh của raspberry pi. (xem ảnh nhìn từ trên xuống)
8. Ngăn xếp đầu tiên đã hoàn thành!

Cảm biến bụi không khí:

Kết nối đầu nối của cảm biến bụi không khí với chân D16 của bo mạch mũ Grove. (xem hình ảnh của bảng nhìn từ trên xuống - hình chữ nhật màu tím)

Đầu nối I2C:

Kết nối hai cáp kết nối Grove với các đầu nối I2C của bảng mũ Grove. Ưu tiên sử dụng các đầu nối gần với cáp máy ảnh. Điều này giúp bạn sử dụng cổng HDMI sau đó dễ dàng hơn. (xem hình ảnh nhìn từ trên xuống của bảng lùm xùm - hình chữ nhật màu xanh lam)

Bước 7: #Hardware - Xây dựng ngăn xếp thành nhà ở

Các bộ phận:

• Ngăn xếp lắp ráp từ bước 6
• Bản in 3D Gateway_body
• 3 x Dài M2.5
• 1 x M3

Hướng dẫn:

1. Kiểm tra xem thẻ micro SD đã được lắp vào Raspberry Pi chưa.
2. Lắp cảm biến bụi không khí vào vỏ máy in 3D và cố định nó bằng vít M3.
3. Trước khi chúng tôi chèn ngăn xếp. Dẫn cáp máy ảnh và hai cáp kết nối rãnh I2C qua khe dưới cùng của vỏ.
4. Chèn ngăn xếp Pi vào hộp đựng.
5. Đẩy dây cáp xuống bên cạnh để chúng không cản trở.
6. Đảm bảo rằng không có dây phía trước Micro USB và kết nối HDMI.
7. Cố định ngăn xếp bằng ba vít M2.5 qua các lỗ lớn ở phía trước.

Bước 8: #Hardware - Dragino LoRa Shield

Các bộ phận:

• Việc lắp ráp từ bước 7
• Dragino LoRa khiên
• 4 x vít M2.5 ngắn

Hướng dẫn:

1. Cài đặt trước ăng-ten vào lá chắn Dragino LoRa. (chưa thắt chặt hoàn toàn!)
2. Chèn lá chắn Dragino LoRa lên trên bảng mũ lùm xùm. Căn chỉnh các ghim và đẩy nó xuống hết cỡ.
3. Giữ chặt bo mạch bằng bốn vít M2.5.

Bước 9: #Hardware - Backcover

Các bộ phận:

• Việc lắp ráp từ bước 8
• Gateway_backcover
• 2x vít M3

Hướng dẫn:

1. Trượt các phần chèn của bìa sau vào vỏ và đẩy nó xuống.
2. Cố định nắp lưng bằng hai vít M3.

Bước 10: #Hardware - Thiết lập LoRa Gatway

Các bộ phận:

• Việc lắp ráp từ bước 9
• Thiết bị ngoại vi: màn hình (HDMI) / bàn phím / chuột
• Nguồn cung cấp micro usb

Hướng dẫn:

1. Kết nối Raspberry với màn hình bằng cáp HDMI.
2. Kết nối chuột, bàn phím với đầu nối USB.
3. Cắm cáp usb nguồn vào Raspberry Pi sau cùng. Nó sẽ bắt đầu khởi động ngay bây giờ.

Bước 11: #Software - Thiết lập LoRa Gatway - Khởi động lần đầu Raspberry Pi

Hướng dẫn:

1. Bạn sẽ thấy màn hình thiết lập. Làm theo hướng dẫn trên màn hình thiết lập.
2. Chọn cài đặt hạt / mạng / bàn phím của bạn
3. Cuối cùng, nó sẽ tìm kiếm các bản cập nhật và cài đặt chúng. Hãy kiên nhẫn, điều này có thể mất vài phút.

Bước 12: #Software - Thiết lập LoRa Gatway - Nhận Ether Adress cho TTN

Hướng dẫn:

1. Mở một thiết bị đầu cuối trên Raspberry Pi.
2. Nhập> ifconfig wlan0:
3. Bạn có thể xem địa chỉ ether của Pi. (ví dụ: b5: 23: eb: fc: 55: d4)
4. Viết điều này ra vì bạn sẽ cần nó khi thiết lập cổng trong TTN.

*** Ghi chú bên lề ***

Để biết thêm thông tin thiết lập chi tiết về Dragino PG1301, hãy xem hướng dẫn sử dụng (trang 7):

Git liên kết naar de pdf

Bước 13: #TTN - Đăng ký / Đăng nhập

Mạng vạn vật cung cấp một bộ công cụ mở và mạng mở toàn cầu để xây dựng ứng dụng IoT tiếp theo của bạn với chi phí thấp, có tính năng bảo mật tối đa và sẵn sàng mở rộng quy mô.

* Nếu bạn đã có tài khoản, bạn có thể bỏ qua bước này

Hướng dẫn:

1. Đăng ký tại The Things Network và tạo một tài khoản
2. Làm theo hướng dẫn trên trang web của TTN.
3. Sau khi đăng ký, hãy đăng nhập vào tài khoản của bạn
4. Đi tới bảng điều khiển của bạn. Bạn sẽ tìm thấy nó trong menu thả xuống của hồ sơ của bạn (xem hình ảnh)

Bước 14: #TTN - Tạo Gatway trên TTN

Hướng dẫn:

1. Trong bảng điều khiển trên TTN, nhấp vào Cổng.
2. Nhấp vào đăng ký cổng ở góc trên bên phải đến thiết bị cổng mới. (xem hình - ô vuông đỏ)
3. Chọn hộp "Tôi đang sử dụng trình chuyển tiếp gói cũ". (xem hình - ô vuông xanh)
4. Điền vào EUI cổng bằng cách sử dụng địa chỉ ether từ Pi. Chuyển đổi địa chỉ của bạn như ví dụ này b5: 23: eb: fc: 55: d4 => B523EBFC55D4FFFF (xem hình - hình chữ nhật màu xanh lá cây) "FFFF" được thêm vào để biến nó thành EUI duy nhất 8 byte.
5. Chọn gói tần số của bạn (ví dụ: Châu Âu - 868MHz cho Châu Âu)
6. Chọn bộ định tuyến của bạn (ví dụ: ttn-router-eu cho Châu Âu)
7. Chỉ vị trí của bạn trên bản đồ. (không bắt buộc)
8. Đánh dấu vào hộp bên phải, trong nhà hoặc ngoài trời.
9. Ở cuối trang, nhấp vào nút Đăng ký Gateway

Bước 15: #Software - Thiết lập LoRa Gatway - Tùy chọn giao diện

Hướng dẫn:

1. Trong terminal, nhập> sudo raspi-config
2. Chọn tùy chọn giao diện
3. Chọn và bật SPI
4. Chọn và bật Máy ảnh
5. Chọn và bật I2C

Bước 16: #Software - Thiết lập LoRa Gatway - Tải xuống và cài đặt LoRaWAN Packet Forwarder Bật SPi

Hướng dẫn:

1. Trong terminal, nhập> wget
2. Thao tác này sẽ tải trình chuyển tiếp gói từ Máy chủ Dragino sang RPI.
3. Trong terminal, nhập> sudo dpkg -i lorapktfwd.deb

Bước 17: #Software - Thiết lập LoRa Gatway - Định cấu hình ID cổng, băng tần và địa chỉ máy chủ

Hướng dẫn:

1. Sau khi cài đặt, truy cập etc / lora-gateway / và mở local_conf.json
2. Ở giữa các dấu ngoặc nhọn, thêm phần này bên dưới:

"gateway_ID": "B523EBFC55D4FFFF",

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

"serv_port_up": 1700,

"serv_port_down": 1700

3. Thay đổi gateway_ID thành gateway_ID bạn đã sử dụng để thiết lập gateway trong TTN. (với "FFFF")

4. Lưu tài liệu.

Bước 18: #Software - Thiết lập LoRa Gatway - Khởi động Mạng LoRa

Hướng dẫn:

1. Trong loại thiết bị đầu cuối>
2. sudo systemctl dừng lorapktfwd
3. sudo systemctl start lorapktfwd
4. sudo systemctl cho phép lorapktfwd
5. Thao tác này khởi động lại trình chuyển tiếp gói và đảm bảo trình chuyển tiếp bắt đầu với Raspberry Pi. Bây giờ cổng LoRa của bạn đang hoạt động.
6. Bạn sẽ thấy cập nhật trạng thái thành "đã kết nối" trong vòng vài phút trên TTN.

Bước 19: #Software - Cổng cài đặt - Cảm biến / Máy ảnh - Cài đặt (tùy chọn)

Hướng dẫn:

1. Kiểm tra xem bạn có python 3 trên Raspberry Pi hay không. Trong loại thiết bị đầu cuối => python3
2. Nếu bạn không có python 3, hãy làm theo hướng dẫn cài đặt này:
3. gõ => sudo apt update
4. gõ => sudo apt cài đặt python3 nhàn rỗi3
5. Bây giờ bạn sẽ có python 3. Vui lòng kiểm tra lại với bước đầu tiên.

Kích hoạt camera / I2C / SPI: (bạn có thể đã thực hiện việc này trong thiết lập LoRa)

1. Trong kiểu đầu cuối => sudo raspi-config
2. Đi tới Tùy chọn giao diện.
3. Bật máy ảnh
4. Bật I2C
5. Bật SPI

Cài đặt các thư viện sau: (gõ lệnh này vào terminal)

1. sudo apt-get cập nhật

sudo apt-get install libatlas-base-dev

2. pip3 cài đặt numpy
3. pip3 cài đặt opencv-python
4. pip3 cài đặt scikit-image

lịch cài đặt pip3

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

Bước 20: #Software - Setup Gateway - Sensor / Camera - Script Run (tùy chọn)

Hướng dẫn:

1. Tải xuống tập lệnh python "mumo.py" từ liên kết github: Github
2. Đặt mã trên màn hình của bạn.
3. Mở một thiết bị đầu cuối và nhập> sudo nano / etc / xdg / lxsession / LXDE-pi / autostart
4. Sao chép dòng này vào cuối tệp> @lxterminal -e python3 /home/pi/Desktop/mumo.py
5. Lưu file và đóng nó lại.
6. Bây giờ tập lệnh sẽ tự động bắt đầu khi khởi động lại.
7. Mở mã.
8. Thay đổi điểm cuối URL của bạn. (nơi gửi dữ liệu trên máy chủ phụ trợ của bạn)

Bước 21: #Hardware - Phần mở rộng cảm biến (tùy chọn)

Các bộ phận:

• Việc lắp ráp từ bước 9
• Sensor_body
• Sensor_cap
• Cảm biến ánh sáng kỹ thuật số (cảm biến nhỏ)
• Cảm biến BME680 (cảm biến dài)
• 4 x vít M2x5
• 4 vít M3

Hướng dẫn:

1. Chèn hai cáp kết nối rãnh I2C qua lỗ của sensor_cap.
2. Kết nối cảm biến BME680 và cảm biến ánh sáng kỹ thuật số với cáp kết nối rãnh I2C.
3. Chèn cảm biến BME680 và cảm biến ánh sáng kỹ thuật số vào phần sensor_body và cố định nó bằng bốn vít M2x5. Bạn sẽ phải uốn cáp để lắp các cảm biến vào đúng vị trí, vì vậy hãy cẩn thận!
4. Trượt sensor_cap lên trên thân cảm biến để đóng.
5. Cố định nắp vào thân bằng hai vít M3.
6. Gắn cụm bổ trợ cảm biến vào mặt trước của cổng bằng hai vít M3. (xem hình - Vòng tròn đỏ)
7. Các dây cáp lùm xùm có lẽ quá dài. Đẩy chúng vào bên trong vỏ cảm biến.

Bước 22: #Hardware - Phần mở rộng Máy ảnh (tùy chọn)

Các bộ phận:

• Việc lắp ráp từ bước 10
• Mô-đun máy ảnh (với vít M2.5)
• Camera_body
• Camera_cap
• 4 vít M3

Hướng dẫn:

1. Đặt máy ảnh và một phần đính kèm đèn vào vỏ camera_cap và cố định nó bằng bốn vít M2.5 từ mô-đun máy ảnh.
2. Để lắp cáp máy ảnh, chúng ta phải nhấc giá đỡ bằng nhựa đen ra khỏi kết nối.
3. Cắm cáp máy ảnh với bề mặt màu xanh lam đối diện với máy ảnh. (xem hình ảnh)
4. Trượt camera_body lên trên phần lắp ráp
5. Cố định camera_cap bằng hai vít M3 vào camera_body.
6. Gắn cụm bổ sung máy ảnh vào dưới cùng của vỏ cổng bằng hai vít M3 (xem hình - Vòng tròn màu đỏ)
7. Đẩy cáp nhô ra vào vỏ.

Bước 23: #Hardware - Phần mở rộng Bẫy lỗi (tùy chọn)

Các bộ phận:

• Việc lắp ráp từ bước 11
• Trap_Frame
• giấy bẫy bọ - giấy dính
• 2x vít M3

Hướng dẫn:

1. Đặt phần Trap_Frame lên trên vỏ máy ảnh. Bẫy có một số không gian cho cáp USB nguồn của cổng, do đó hãy kiểm tra hình ảnh để biết hướng chính xác.
2. Cố định bằng hai vít M3 ở bên trái và bên phải của vỏ máy ảnh.
3. Chèn giấy báo lỗi (60 x 75) mm của bạn vào khe của bẫy. Có hai khe, theo hướng trước và sau. Nó phụ thuộc vào cách bạn sẽ định vị cổng.
4. Cáp USB nguồn có thể được đan giữa cấu trúc mở của phần bẫy.

Bước 24: #Hardware - Gắn Cổng vào

Cổng được cung cấp nhiều tùy chọn để gắn cổng.

Chúng tôi có hai khe vít để có thể treo cổng vào.

Chúng tôi cũng có các rãnh quan hệ cáp, vì vậy bạn có thể dễ dàng gắn cổng vào bất cứ thứ gì.

Bước 25: #Hardware - Định hướng Khác nhau

Cổng kết nối có dạng mô-đun để có thể gắn các cảm biến và camera theo các hướng khác nhau. Bạn cũng có thể tạo các thành phần của riêng mình và thêm chúng vào thiết lập.