MuMo - LoRa Gateway: 25 Hakbang (na may Mga Larawan)

2024 May -akda: John Day | [email protected]. Huling binago: 2024-01-30 13:10

### UPDATE 10-03-2021 // ang pinakabagong impormasyon / mga pag-update ay magagamit sa pahina ng github:

github.com/MoMu-Antwerp/MuMo

Ano ang MuMo?

Ang MuMo ay isang pakikipagtulungan sa pagitan ng pagbuo ng produkto (isang kagawaran ng Unibersidad ng Antwerp) sa ilalim ng pangalan ng Antwerp Design Factory at ang Antwerp Fashion Museum.

Ang layunin ng proyekto ay upang bumuo ng isang bukas na mapagkukunan ng IOT monitor system batay sa isang LoRa network.

• Dapat madali itong i-set up.
• Dapat madali itong magtipun-tipon.
• Dapat itong maging nasusukat sa mga tuntunin ng lugar ng aplikasyon.

Ano ang nilalaman ng proyekto na MuMo:

MuMo Node

Ang MuMo Node ay isang mababang aparato ng kuryente sa mga baterya ng AA na maaaring masukat at magpadala ng mga parameter ng kapaligiran sa isang network ng LoRa. Ang mga parameter ay temperatura, halumigmig, presyon ng ambient at ningning.

*** Ang MuMo node ay maaaring mapalawak sa iba pang mga pagpapaandar na magagamit sa iba pang mga application. ***

MuMo Gatway

Ang MuMo Gateway ay isang aktibong LoRa gateway na maaaring makatanggap at magpasa ng mga signal ng LoRa mula sa aparato ng Node sa internet. Sa proyektong ito ang gateway ay bibigyan din ng parehong mga sensor ng MuMo Node aparato, air dust sensor at isang bug trap na maaaring malayuang masubaybayan ng isang kamera.

*** Ang gateway ay hindi kailangang lagyan ng mga sensor o camera. Maaari rin itong maghatid upang makapagbigay ng isang network ng LoRa (hindi pagsukat ng gateway). ***

MuMo Dashboard

Ang MuMo Dashboard ay ibinigay upang lumikha ng isang pangkalahatang-ideya sa web application ng network na nilikha. Ginawa itong user-friendly na may iba't ibang mga pag-andar. Ang dashboard ay maaaring ganap na ipasadya sa mga kagustuhan at aplikasyon ng gumagamit.

Pahina ng Github:

github.com/MoMu-Antwerp/MuMo

Mga naka-link na pahina na Maaaring Ituro:

MuMo_Node:

MuMo_Gateway:

Mga Kinakailangan na Tool:

• 3D printer na may filament
• Solder iron / solder
• Maliit na cutting plier
• Mainit na baril ng pandikit (o iba pang mga tool sa pag-aayos)
• Maliit na distornilyador

Hakbang 1: #Hardware - Mga Bahagi ng Pag-order

Mga bahagi upang mag-order:

Tingnan ang pahina ng github para sa isang kamakailang pangkalahatang ideya:

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

Hakbang 2: #Hardware - Mga Naka-print na Bahaging 3D

Mga bahagi sa 3D print:

1. Gateway

   • GATEWAY_Main_Housing
   • GATEWAY_Backcover

2. Sensor_extension

   • Sensor_Housing
   • Sensor_Backcover

3. Camera_extension

   • Camera_Housing
   • Camera_Backcover
4. Trap_extension

ang pahina ng github para sa pinakabagong mga file ng STL:

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

I-print ang filament:

PETG (ginustong at mas matibay)

PLA

Pangkalahatang mga setting ng pag-print:

• Hindi kailangan ng suporta
• Infill hindi kinakailangan
• 0.2 taas ng layer
• 3 labas ng perimeter (para sa lakas at tibay)

Hakbang 3: #Software - Maghanda ng SD Card Raspberry Pi

Mga Bahagi:

• Raspberry Pi
• Micro SD card.

Mga tagubilin:

1. Tiyaking naka-flash ang SD card at ang tamang system ng pagpapatakbo ng raspberry (Raspberry Pi OS (32-bit) na may desktop) na imahe ay naka-install sa micro SD card. Sundin ang link sa ibaba upang makita ang tamang mga tagubilin upang mai-flash at ihanda ang iyong micro SD card.
2. Ipasok ang iyong micro SD card sa Raspberry Pi.

Link:

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

Hakbang 4: #Hardware - Ihanda ang Air Dust Sensor (opsyonal)

Mga Bahagi:

• sawed air dust sensor
• 2 x risistor (3.3 KΩ)
• Grove board ng sumbrero
• 2 x pag-urong ng manggas

Mga tagubilin:

1. Gupitin ang pulang kawad hanggang sa konektor.
2. Gupitin ang dilaw na kawad sa layo na 3 cm mula sa konektor.
3. Gupitin ang itim na kawad sa layo na 2 cm mula sa konektor.
4. Ihubad ang dulo ng bawat kawad.
5. Maglagay ng isang maliit na manggas na manggas sa dilaw na cable.
6. Maglagay ng isang malaking manggas na manggas sa dilaw at itim na cable.
7. Maghinang ang dalawang resistors sa serye na may dilaw na cable ng konektor sa pagitan.
8. Paghinang ang iba pang dilaw na cable sa gilid ng sensor sa isa sa mga resistors.
9. I-slide ang maliit na manggas sa koneksyon ng solder ng dilaw na kawad na may isang dulo ng risistor na nakalantad pa rin at init na lumiit ang maliit na manggas.
10. Paghinang ng itim na mga wire pabalik kasama ang nakalantad na pagtutol na nagtatapos sa pagitan.
11. I-slide ang malaking manggas sa koneksyon ng solder at ang maliit na manggas at init ay lumiit ang malaking manggas.
12. Paghinang ang pulang kable sa mga 5V na pin (pin 2 at 4) sa board ng sumbrero ng Grove (tingnan ang tuktok na larawan ng pagtingin).

Hakbang 5: #Hardware - Pag-mount ng mga Spacer (opsyonal)

Mga Bahagi:

• Grove board ng sumbrero
• Nakita na sensor ng dust ng hangin
• 4 x babae-lalaki spacer
• 4 x babae-babaeng spacer
• 4 x nut

Mga tagubilin:

1. I-mount ang mga spacer ng babae at lalaki sa pamamagitan ng mga tumataas na butas ng grove hat board
2. I-tornilyo ang mga mani sa mga spacer ng babae at lalaki at higpitan ito. (upang magbigay ng labis na puwang para yumuko ang mga kable)
3. I-screw ang mga spacer na babae-babae sa tuktok ng mga mani at higpitan ang lahat.
4. Itabi ang pulang 5V cable ng airdust sensor kasama ang loob ng spacer (tingnan ang huling larawan).

Hakbang 6: #Hardware - Pagkonekta sa Camera Cable / Dust Sensor / I2C (opsyonal)

Mga Bahagi:

• Ang stack ng pagpupulong mula sa hakbang 6

• Raspberry PiModel 3 B +
• Cable ng camera
• 2 x mga kable ng koneksyon
• 1 x Mahabang M2.5 na tornilyo

Mga tagubilin:

Cable ng camera:

1. Itaas ang aldaba ng cable connecter sa Raspberry Pi (tingnan ang larawan isa - pulang rektanggulo). Mag-ingat, marupok!
2. Ipasok ang camera cable sa konektor ng Raspberry Pi na may asul na gilid na nakaharap sa mga usb plugs.
3. Kapag ang cable ay nasa tamang lugar. Itulak muli ang aldaba sa lugar upang masiguro ang koneksyon sa cable.
4. Pakainin ang kable ng camera sa ibinigay na butas sa grove board. (tingnan ang larawan ng tuktok na tanawin ng grove board - pulang rektanggulo)
5. Pantayin ang pisara gamit ang mga koneksyon sa pin sa gilid.
6. Itulak ito pababa upang makagawa ng isang salansan.
7. Upang ma-secure ang stack, i-mount ang tornilyo sa butas sa tabi ng koneksyon ng audio ng raspberry pi. (tingnan ang tuktok na pagtingin sa larawan)
8. Ang unang stack ay kumpleto na!

Air dust sensor:

Ikonekta ang konektor ng air dust sensor upang i-pin ang D16 ng Grove hat board. (tingnan ang larawan ng tuktok na tanawin ng grove board - lila na parisukat)

Mga konektor ng I2C:

Ikonekta ang dalawang kable ng koneksyon sa grove sa mga konektor ng I2C ng board ng sumbrero ng Grove. Mas gusto na gamitin ang mga konektor na malapit sa camera cable. Ginagawa nitong mas madaling gamitin ang HDMI port pagkatapos. (tingnan ang larawan ng tuktok na tanawin ng grove board - asul na rektanggulo)

Hakbang 7: #Hardware - Pagbuo ng Stack Sa Pabahay

Mga Bahagi:

• Ang stack ng pagpupulong mula sa hakbang 6
• Gateway_body 3D print
• 3 x Mahaba M2.5
• 1 x M3

Mga tagubilin:

1. Suriin kung ang micro SD card ay ipinasok sa Raspberry Pi.
2. Ipasok ang air dust sensor sa 3D print na pabahay at i-secure ito gamit ang M3 screw.
3. Bago namin ipasok ang stack. Gabayan ang camera cable at ang dalawang I2C grove connection cables sa ilalim ng puwang sa pabahay.
4. Ipasok ang Pi stack sa pabahay.
5. Itulak ang mga kable sa gilid upang hindi sila makagambala.
6. Tiyaking walang mga wire ang nasa harap ng Micro USB at ang koneksyon sa HDMI.
7. I-secure ang stack na may tatlong mga M2.5 na turnilyo sa pamamagitan ng malalaking butas sa harap.

Hakbang 8: #Hardware - Dragino LoRa Shield

Mga Bahagi:

• Ang pagpupulong mula sa hakbang 7
• Dragino LoRa kalasag
• 4 x Maikling M2.5 na mga tornilyo

Mga tagubilin:

1. Paunang i-install ang antena sa kalasag ng Dragino LoRa. (hindi pa ganap na higpitan!)
2. Ipasok ang kalasag ng Dragino LoRa sa tuktok ng grove hat board. Ihanay ang mga pin at itulak ito pababa.
3. I-secure ang board gamit ang apat na M2.5 na turnilyo.

Hakbang 9: #Hardware - Backcover

Mga Bahagi:

• Ang pagpupulong mula sa hakbang 8
• Gateway_backcover
• 2x M3 screws

Mga tagubilin:

1. I-slide ang mga pagsingit ng backcover sa pabahay at itulak ito pababa.
2. Naayos ang backcover gamit ang dalawang M3 screws.

Hakbang 10: #Hardware - I-setup ang LoRa Gatway

Mga Bahagi:

• Ang pagpupulong mula sa hakbang 9
• Mga Peripheral: screen (HDMI) / keyboard / mouse
• Supply ng kuryente ng usb

Mga tagubilin:

1. Ikonekta ang Raspberry sa isang screen gamit ang isang HDMI cable.
2. Ikonekta ang isang mouse, keyboard sa konektor ng USB.
3. I-plug ang power usb cable sa huling Raspberry Pi. Dapat itong magsimulang mag-boot ngayon.

Hakbang 11: #Software - I-setup ang LoRa Gatway - Unang Simulan Up ang Raspberry Pi

Mga tagubilin:

1. Makikita mo ang setup screen. Sundin ang mga tagubilin sa screen ng pag-setup.
2. Piliin ang setting ng iyong county / network / keyboard
3. Sa huli maghahanap ito ng mga update at mai-install ang mga ito. Mangyaring maging mapagpasensya, maaari itong tumagal ng ilang minuto.

Hakbang 12: #Software - I-setup ang LoRa Gatway - Kumuha ng Ether Adress para sa TTN

Mga tagubilin:

1. Magbukas ng isang terminal sa Raspberry Pi.
2. I-type sa> ifconfig wlan0:
3. Maaari mong makita ang ether address ng Pi. (hal: b5: 23: eb: fc: 55: d4)
4. Isulat ito dahil kakailanganin mo ito kapag nagse-set up ng gateway sa TTN.

*** Side note ***

Para sa karagdagang detalye ng impormasyon sa pag-set up tungkol sa Dragino PG1301, suriin ang manwal ng gumagamit (pahina 7):

Git link naar de pdf

Hakbang 13: #TTN - Mag-sign Up / Mag-log in

Ang network ng mga bagay ay nagbibigay ng isang hanay ng mga bukas na tool at isang pandaigdigan, bukas na network upang maitayo ang iyong susunod na aplikasyon ng IoT sa mababang gastos, na nagtatampok ng maximum na seguridad at handa nang sukatin.

* Kung mayroon ka nang isang account maaari mong laktawan ang hakbang na ito

Mga tagubilin:

1. Mag-sign up sa The Things Network at gumawa ng isang account
2. Sundin ang tagubilin sa website ng TTN.
3. Pagkatapos Mag-sign up mag-log in sa iyong account
4. Pumunta sa iyong console. Mahahanap mo ito sa dropdown na menu ng iyong profile (tingnan ang larawan)

Hakbang 14: #TTN - Lumikha ng isang Gatway sa TTN

Mga tagubilin:

1. Sa console sa TTN, mag-click sa Gateway.
2. Mag-click sa rehistro ng gateway sa kanang sulok sa itaas upang sa isang bagong aparato ng gateway. (tingnan ang larawan - pulang parisukat)
3. Lagyan ng check ang kahon ng "Gumagamit ako ng legacy packet forwarder". (tingnan ang larawan - berdeng parisukat)
4. Punan ang gateway EUI sa pamamagitan ng paggamit ng ether address mula sa Pi. I-convert ang iyong address tulad ng halimbawang ito b5: 23: eb: fc: 55: d4 => B523EBFC55D4FFFF (tingnan ang larawan - berdeng rektanggulo) Ang "FFFF" ay naidagdag upang gawin itong isang 8 byte natatanging EUI.
5. Piliin ang iyong Frequency plan (hal: Europa - 868MHz para sa Europa)
6. Piliin ang iyong router (hal: ttn-router-eu para sa Europa)
7. Ituro ang iyong lokasyon sa mapa. (opsyonal)
8. Lagyan ng tsek ang tamang kahon, panloob o panlabas.
9. Sa ilalim ng pahina mag-click sa pindutan na Magrehistro Gateway

Hakbang 15: #Software - I-setup ang LoRa Gatway - Mga Pagpipilian sa Interface

Mga tagubilin:

1. Sa uri ng terminal sa> sudo raspi-config
2. Piliin ang mga pagpipilian sa Interface
3. Piliin at paganahin ang SPI
4. Piliin at paganahin ang Camera
5. Piliin at paganahin ang I2C

Hakbang 16: #Software - I-setup ang LoRa Gatway - I-download at I-install ang LoRaWAN Packet Forwarder Paganahin ang SPi

Mga tagubilin:

1. Sa uri ng terminal sa> wget
2. I-download nito ang packet forwarder mula sa Dragino Server patungong RPI.
3. Sa uri ng terminal sa> sudo dpkg -i lorapktfwd.deb

Hakbang 17: #Software - I-setup ang LoRa Gatway - Config Gateway ID, Frequency Band at Server Address

Mga tagubilin:

1. Pagkatapos ng pag-install, pumunta sa etc / lora-gateway / at buksan ang local_conf.json
2. Sa pagitan ng mga kulot na braket idagdag ang seksyong ito sa ibaba:

"gateway_ID": "B523EBFC55D4FFFF",

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

"serv_port_up": 1700,

"serv_port_down": 1700

3. Baguhin ang gateway_ID sa gateway_ID na ginamit mo upang i-setup ang gateway sa TTN. (kasama ang "FFFF")

4. I-save ang dokumento.

Hakbang 18: #Software - I-setup ang LoRa Gatway - Simulan ang LoRa Network

Mga tagubilin:

1. Sa uri ng terminal>
2. sudo systemctl itigil ang lorapktfwd
3. sudo systemctl simulan ang lorapktfwd
4. sudo systemctl paganahin ang lorapktfwd
5. Ire-restart nito ang forwarder ng package at siguraduhin na ang forwarder ay nagsisimula sa Raspberry Pi. Ngayon ang iyong LoRa gateway ay aktibo.
6. Dapat mong makita ang pag-update ng katayuan sa "konektado" sa loob ng ilang minuto sa TTN.

Hakbang 19: #Software - Setup Gateway - Sensor / Camera - I-install (opsyonal)

Mga tagubilin:

1. Suriin kung mayroon kang sawa 3 sa iyong Raspberry Pi. Sa uri ng terminal => python3
2. Kung wala kang sawa 3, sundin ang mga tagubiling ito sa pag-install:
3. type => sudo apt update
4. type => sudo apt install python3 idle3
5. Ngayon ay dapat kang magkaroon ng sawa 3. Mangyaring suriin muli sa unang hakbang.

Isaaktibo ang camera / I2C / SPI: (maaaring nagawa mo na ito sa pag-setup ng LoRa)

1. Sa uri ng terminal => sudo raspi-config
2. Pumunta sa Mga Pagpipilian sa Interfacing.
3. Paganahin ang camera
4. Paganahin ang I2C
5. Paganahin ang SPI

I-install ang mga sumusunod na aklatan: (i-type ang mga utos na ito sa terminal)

1. sudo apt-get update

sudo apt-get install libatlas-base-dev

2. pip3 i-install ang numpy
3. pip3 i-install ang opencv-python
4. pip3 i-install ang scikit-image

iskedyul ng pag-install ng pip3

5. pip3 i-install ang getmac
6. pip3 i-install ang adafruit-circuitpython-bme680
7. pip3 i-install ang adafruit-circuitpython-tsl2561
8. pip3 i-install ang RPI. GPIO

Hakbang 20: #Software - Setup Gateway - Sensor / Camera - Script Run (opsyonal)

Mga tagubilin:

1. I-download ang python script na "mumo.py" mula sa github: Github link
2. Ilagay ang code sa iyong desktop.
3. Magbukas ng isang terminal at i-type> sudo nano / etc / xdg / lxsession / LXDE-pi / autostart
4. Kopyahin ang linyang ito sa ilalim ng file> @lxterminal -e python3 /home/pi/Desktop/mumo.py
5. I-save ang file at isara ito.
6. Ngayon ang script ay awtomatikong magsisimula sa pag-restart.
7. Buksan ang code.
8. Baguhin ang iyong endpoint ng URL. (kung saan ipadala ang data sa iyong backend server)

Hakbang 21: #Hardware - Extension ng Sensor (opsyonal)

Mga Bahagi:

• Ang pagpupulong mula sa hakbang 9
• Sensor_body
• Sensor_cap
• Digital light sensor (maliit na sensor)
• BME680 sensor (mahabang sensor)
• 4 x M2x5 na turnilyo
• 4x M3 na mga tornilyo

Mga tagubilin:

1. Ipasok ang dalawang mga I2C grove connection cable sa pamamagitan ng butas ng sensor_cap.
2. Ikonekta ang sensor ng BME680 at ang digital light sensor sa I2C grove connection cable.
3. Ipasok ang sensor ng BME680 at ang digital light sensor sa bahagi ng sensor_body at i-secure ito sa apat na M2x5 screws. Kailangan mong yumuko ang cable upang magkasya ang mga sensor sa lugar, kaya mag-ingat!
4. I-slide ang sensor_cap sa tuktok ng body ng sensor upang isara ito.
5. Naayos ang takip sa katawan na may dalawang M3 na turnilyo.
6. Ikabit ang add-on na pagpupulong ng sensor sa harap ng gateway na may dalawang M3 na turnilyo. (tingnan ang larawan - Pulang bilog)
7. Ang mga kable ng grove ay marahil masyadong mahaba. Itulak ang mga ito sa loob ng pabahay ng sensor.

Hakbang 22: #Hardware - Extension ng Camera (opsyonal)

Mga Bahagi:

• Ang pagpupulong mula sa hakbang 10
• Module ng camera (na may M2.5 na mga tornilyo)
• Camera_body
• Camera_cap
• 4x M3 na mga tornilyo

Mga tagubilin:

1. Ilagay ang camera at isang light attachment sa pabahay ng camera_cap at i-secure ito gamit ang apat na M2.5 na mga tornilyo mula sa module ng camera.
2. Upang maipasok ang camera cable dapat nating iangat ang itim na lalagyan ng plastik mula sa koneksyon.
3. Ipasok ang camera cable na may asul na ibabaw na nakaharap sa camera. (tingnan ang mga larawan)
4. I-slide ang camera_body sa tuktok ng pagpupulong
5. Naayos ang camera_cap na may dalawang M3 na turnilyo sa camera_body.
6. I-mount ang camera na idagdag sa pagpupulong sa ilalim ng pabahay ng gateway na may dalawang M3 na turnilyo (tingnan ang larawan - Pulang bilog)
7. Itulak ang nakausli na kable sa pabahay.

Hakbang 23: #Hardware - Extension ng Bug Trap (opsyonal)

Mga Bahagi:

• Ang pagpupulong mula sa hakbang 11
• Trap_Frame
• bug trap paper - malagkit na papel
• 2x M3 screws

Mga tagubilin:

1. Ilagay ang bahagi ng Trap_Frame sa tuktok ng pabahay ng camera. Ang bitag ay may ilang puwang para sa power usb cable ng gateway, samakatuwid suriin ang mga larawan para sa tamang oryentasyon.
2. Ayusin sa dalawang M3 na turnilyo sa kaliwa at kanang bahagi ng pabahay ng camera.
3. Ipasok ang iyong (60 x 75) mm bug paper sa puwang ng bitag. Mayroong dalawang puwang, sa direksyon ng harap at likod. Nakasalalay kung paano mo ipoposisyon ang gateway.
4. Ang wire usb cable ay maaaring habi sa pagitan ng bukas na istraktura ng bahagi ng bitag.

Hakbang 24: #Hardware - Pag-mount sa Gateway

Ang gateway ay binibigyan ng maraming mga pagpipilian upang mai-mount ang gateway.

Mayroon kaming dalawang mga puwang ng tornilyo kung saan maaaring bitayin ang gateway.

Mayroon din kaming mga kable ng kurbatang kurbatang, upang madali mong mailakip ang gateway sa anumang bagay.

Hakbang 25: #Hardware - Iba't ibang Oryentasyon

Ang gateway ay modular upang ang mga sensor at camera ay maaaring mai-mount sa iba't ibang mga orientation. Maaari ka ring lumikha ng iyong sariling mga sangkap at idagdag ang mga ito sa pag-setup.