[Serye ng Docker Pi] Paano Gumamit ng IoT Node (A) Module sa Raspberry Pi: 18 Hakbang

2024 May -akda: John Day | [email protected]. Huling binago: 2024-01-30 13:12

Ano ang module ng IoT Node (A)?

Ang IoT Node (A) ay isa sa module ng serye ng Docker Pi.

IOT Node (A) = GPS / BDS + GSM + Lora.

Direktang kinokontrol ng I2C si Lora, nagpapadala at tumatanggap ng data, kinokontrol ang module ng GSM / GPS / BDS sa pamamagitan ng SC16IS752, kailangan lang ng mainboard ng suporta ng I2C.

Suportahan ang Raspberry Pi at iba pang mga katulad na produkto.

Mga gamit

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

1x produkto ng serye ng Docker Pi: module ng IoT Node (A)

1x 16GB class 10 TF card

1x 5V / 2.5A power supply (5V @ 3A para sa Pi 4B)

Hakbang 1: Mga Tampok

• Serye ng Docker Pi
• Programmable
• Direktang kontrolin (nang walang programa)
• Palawakin ang GPIO Pins
• Suporta ng GPS / BDS
• Suporta ng GSM
• Suporta ni Lora
• Maaaring Mag-stack sa ibang board ng Stack
• Malaya sa mainboard hardware (nangangailangan ng suporta ng I2C)

Hakbang 2: Hakbang1: Alamin ang Tungkol sa IoT (A) Board

Ang IoT Node (A) ay isa sa module ng serye ng Docker Pi.

IOT Node (A) = GPS / BDS + GSM + Lora.

Direktang kinokontrol ng I2C si Lora, nagpapadala at tumatanggap ng data, kinokontrol ang module ng GSM / GPS / BDS sa pamamagitan ng SC16IS752, kailangan lang ng mainboard ang suporta ng I2C. Suportahan ang Raspberry Pi at iba pang mga katulad na produkto.

Kaya maaari kang gumawa ng isang gitnang saklaw na aparato sa komunikasyon sa pamamagitan ng paggamit ng dalawa sa kanila.

at maaari mo ring hanapin ang lokasyon ng iyong aparato sa pamamagitan ng paggamit ng onboard na module ng GPS.

Magpasok ng isang SIM card, Ito ay magiging isang istasyon ng transmiter sa pamamagitan ng mensahe sa SMS.

Hakbang 3: Hakbang2: Paano Ito Magtipun-tipon

Napakadali upang tipunin ito dahil sa disenyo na "HAT", inilagay mo lamang ito sa iyong raspberry pi at ikonekta ito sa pamamagitan ng mga pin ng GPIO, tulad ng isang "sumbrero" sa raspberry pi, upang hindi mo na idagdag ang masa kawad.

Hakbang 4: Hakbang3: I-hook Up ang Antena

Mayroong 3 piraso ng antena para sa module na IoT (A) na ito, isa sa mga ito ay para sa loar module, ito ay isang uri ng SMA na antena, at isa sa mga ito ay mabuti para sa iyo ng GPS, ito ay isang square box antena na mayroong IPX port. at ang huli ay para sa module ng SIM (A9G), Ito ay isang maliit na antena na mayroong isang IPX port. ikonekta ang antena at i-mount ang sumbrero sa iyong raspberry pi.

Paano mag-iponMount ang Iot Node (A) board sa Raspberry Pi

Ang Hookup GPS antana at Lora antana sa port ng IPX.

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

I-screw ang GPRS antana sa SMA port.

Hakbang 5: Hakbang4: OS Kapaligiran at Pag-configure ng Software

Sa hakbang na ito, kailangan mong gawin ang mga bagay na iyon:

1. I-download ang pinakabagong file ng imahe mula sa: www.raspberrypi.org/downloads

2. I-zip ito.

3. I-flash ang iyong TF card gamit ang pinakabagong imahe sa pamamagitan ng tool na etcher

4. Baguhin ang /boot/config.txt file at idagdag ang talatang ito.

dtoverlay = sc16is752-i2c

5. Pinapalitan ang /boot/overlay/sc16is752-i2c.dtbo file sa file na ito:

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

PS: tandaan mong i-zip ito at inilagay ito sa iyong / boot / overlay / folder at pinapalitan ang luma.

6. I-reboot ang iyong Raspberry Pi.

Hakbang 6: Hakbang5: Pag-configure ng I2C (Raspberry Pi)

Patakbuhin ang sudo raspi-config at sundin ang mga senyas upang mai-install ang suporta ng i2c para sa ARM core at linux kernel Pumunta sa Mga Pagpipilian sa Interfacing

Hakbang 7: Hakbang6: Malaman Tungkol sa Mga Impormasyon sa Pagrehistro

Seksyon ng GPRS

Mababang pagkonsumo ng kuryente, standby kasalukuyang pagtulog <1mA2.

Suportahan ang GSM / GPRS apat na frequency band, kabilang ang 850, 900, 1800, 1900MHZ

GPRS Class 10

Suportahan ang serbisyo ng data ng GPRS, maximum na rate ng data, mag-download ng 85.6Kbps, mag-upload ng 42.8Kbps

Suportahan ang karaniwang GSM07.07, 07.05 AT na mga utos, at i-access ang serial port sa pamamagitan ng conversion ng interface ng I2C

Sinusuportahan ng mga utos ng AT ang karaniwang mga port ng utos na AT at TCP / IP

Seksyon ng GPS Suporta ang pagpoposisyon ng magkakasamang BDS / GPS

Suportahan ang A-GPS, A-BDS

Suportahan ang karaniwang SIM card

Seksyon ng LORA Distansya ng pagpapadala: 500 Meters (mga parameter ng RF: 0x50 @ China City)

Suportahan ang mga pamamaraan ng pagbago ng FSK, GFSK, MSK, GMSK, LoRaTM at OOK

Ang pagiging sensitibo ng ultra-mataas na receiver na mas mababa sa -141 dBm

Suporta ng paunang pagtuklas

Packet engine na may CRC, hanggang sa 256 bytes

Tagapagpahiwatig ng transceiver ng LORA

Madaling TX / RX ni Docker Pi

Hakbang 8:

A9G Modyul

Nag-aalok ang module ng A9G ng dalawang serial port.

Gumamit ng I2C UART tulay para sa komunikasyon.

Pangalan ng Serial Port Module

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

Magrehistro ng Mapa

• Halaga ng Pag-andar ng Address sa Rehistro
• 0x01 LORA_TX1 Lora TX Buffer 1 - Data ng Gumagamit
• 0x02 LORA_TX2 Lora TX Buffer 2 - Data ng Gumagamit
• 0x03 LORA_TX3 Lora TX Buffer 3 - Data ng Gumagamit
• 0x04 LORA_TX4 Lora TX Buffer 4 - Data ng Gumagamit
• 0x05 LORA_TX5 Lora TX Buffer 5 - Data ng Gumagamit
• 0x06 LORA_TX6 Lora TX Buffer 6 - Data ng Gumagamit
• 0x07 LORA_TX7 Lora TX Buffer 7 - Data ng Gumagamit
• 0x08 LORA_TX8 Lora TX Buffer 8 - Data ng Gumagamit
• 0x09 LORA_TX9 Lora TX Buffer 9 - Data ng Gumagamit
• 0x0a LORA_TX10 Lora TX Buffer 10 - Data ng Gumagamit
• 0x0b LORA_TX11 Lora TX Buffer 11 - Data ng Gumagamit
• 0x0c LORA_TX12 Lora TX Buffer 12 - Data ng Gumagamit
• 0x0d LORA_TX13 Lora TX Buffer 13 - Data ng Gumagamit
• 0x0e LORA_TX14 Lora TX Buffer 14 - Data ng Gumagamit
• 0x0f LORA_TX15 Lora TX Buffer 15 - Data ng Gumagamit
• 0x10 LORA_TX16 Lora TX Buffer 16 - Data ng Gumagamit
• 0x11 LORA_RX1 Lora RX Buffer 1 - Data ng Gumagamit
• 0x12 LORA_RX2 Lora RX Buffer 2 - Data ng Gumagamit
• 0x13 LORA_RX3 Lora RX Buffer 3 - Data ng Gumagamit
• 0x14 LORA_RX4 Lora RX Buffer 4 - Data ng Gumagamit
• 0x15 LORA_RX5 Lora RX Buffer 5 - Data ng Gumagamit
• 0x16 LORA_RX6 Lora RX Buffer 6 - Data ng Gumagamit
• 0x17 LORA_RX7 Lora RX Buffer 7 - Data ng Gumagamit
• 0x18 LORA_RX8 Lora RX Buffer 8 - Data ng Gumagamit
• 0x19 LORA_RX9 Lora RX Buffer 9 - Data ng Gumagamit
• 0x1a LORA_RX10 Lora RX Buffer 10 - Data ng Gumagamit
• 0x1b LORA_RX11 Lora RX Buffer 11 - Data ng Gumagamit
• 0x1c LORA_RX12 Lora RX Buffer 12 - Data ng Gumagamit
• 0x1d LORA_RX13 Lora RX Buffer 13 - Data ng Gumagamit
• 0x1e LORA_RX14 Lora RX Buffer 14 - Data ng Gumagamit
• 0x1f LORA_RX15 Lora RX Buffer 15 - Data ng Gumagamit
• 0x20 LORA_RX16 Lora RX Buffer 16 - Data ng Gumagamit
• 0x01 - 0x10 Isulat Lamang.
• 0x11 - 0x20 Basahin Lamang.

Hakbang 9: Mga Tagubilin:

L_SET (Isulat Lamang)

• Sumulat ng 1 upang magtakda ng mga parameter mula 0x22 hanggang sa LORA Module.
• Isulat ang 0 hindi epekto

G_RESET (Isulat Lamang)

• Sumulat ng 1 upang i-reset ang A9G Module
• Isulat ang 0 hindi epekto

L_RXNE (Basahin at Isulat)

• Sumulat ng 1 sanhi ng error
• Sumulat ng 0 upang malinis
• Basahin ang 1 nangangahulugang natanggap ang data, mangyaring makuha ang data mula sa pagrehistro 0x11 - 0x20.
• Ang basahin ang 0 ay nangangahulugang walang magagamit na data ngayon.

L_SET (Isulat Lamang)

• Sumulat ng 1 upang magpadala ng data, mangyaring punan ang data sa pagrehistro sa 0x01 - 0x10 bago ipadala.
• Isulat ang 0 hindi epekto

Hakbang 10: Paano Gumamit ng Module ng GPS Sa Gpsd (Raspberry Pi)

Paano gamitin ang GPS Module sa gpsd (Raspberry Pi)

Una, palitan ang /boot/overlays/sc16is752-i2c.dtbo at tiyaking gumagana nang maayos ang I2C.

• Palitan ang sc16is752-i2c.dtbo
• Ang pag-configure ng I2C
• Mag-install ng mga tool sa gpsd.

Magbukas ng isang terminal at i-type ang utos na ito:

sudo apt mag-install ng gpsd gpsd-client

Baguhin / etc / default / gpsd file at magdagdag ng mga sumusunod na parameter:

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

Ipasok ang command i2cset -y 1 0x16 0x23 0x40 upang i-reset ang module ng GPRS.

Python Script Para sa Buksan na GPS:

i-import ang serialimport os oras ng pag-import # I-restart ang serbisyo ng gpsd. os.system ("sudo systemctl restart gpsd.socket") # Buksan ang serial port ser = serial. Serial ('/ dev / ttySC0', 115200) i = 0 kung ser.isOpen == Mali: ser.open () subukan: i-print ("I-on ang GPS …") habang Totoo: ser.write (str.encode ("AT + GPS = 1 / r")) laki = ser.inWaiting () kung laki! = 0: ticks = time.time () tugon = ser.read (laki) gps = str (tugon, pag-encode = "utf-8") kung (gps.find ("OK")! = -1): os.system ("sudo cgps -s") exit () else: i = i + 1 print ("Paghihintay sa GPS Paganahin, Kung ang oras ay masyadong mahaba, Mangyaring subukan sa labas ng bahay:" + str (i)) ser.flushInput () time.s Sleep (1) maliban sa KeyboardInterrupt: ser.flushInput () ser.close ()

I-save ito at ipatupad ito:

python3 GPS.py

Hakbang 11: Paano Gumamit ng Module ng GPS Sa C (Raspberry Pi)

Mag-install ng mga tool sa gpsd

sudo apt-get install libgps-dev

Lumikha ng source code at pangalanan itong "gps.c"

# isama ang # isama ang # isama

# isama

# isama

int main ()

{int rc; struct timeval tv; struct gps_data_t gps_data; kung ((rc = gps_open ("localhost", "2947", & gps_data)) == -1) {printf ("code:% d, dahilan:% s / n", rc, gps_errstr (rc)); ibalik ang EXIT_FAILURE; } gps_stream (& gps_data, WATCH_ENABLE | WATCH_JSON, NULL);

habang (1)

{/ * maghintay ng 2 segundo upang makatanggap ng data * / kung (gps_waiting (& gps_data, 2000000)) {/ * basahin ang data * / kung ((rc = gps_read (& gps_data)) == -1) {printf ("naganap na error sa pagbabasa data ng gps. code:% d, dahilan:% s / n ", rc, gps_errstr (rc)); } iba pa {/ * Ipakita ang data mula sa GPS receiver. * / 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); EDIT: tv.tv_sec ay hindi talaga ang timestamp! * /

printf ("latitude:% f, longitude:% f, bilis:% f, timestamp:% lf / n", gps_data.fix.latitude, gps_data.fix.longitude, gps_data.fix.speed, gps_data.fix.time);

// EDIT: Pinalitan ang tv.tv_sec ng gps_data.fix.time} iba pa {printf ("walang magagamit na data ng GPS / n"); }}} pagtulog (3); } / * Kapag tapos ka na … * / gps_stream (& gps_data, WATCH_DISABLE, NULL); gps_close (& gps_data); ibalik ang EXIT_SUCCESS; }

Hakbang 12: Pagsamahin Ito

Magtipon!

gcc gps.c -lm -lgps -o gps

Exec Ito!

./gps

Hakbang 13: Paano Gumamit ng Module ng GPS Sa Python (Raspberry Pi)

Ang sumusunod na code ay inirerekumenda na maipatupad gamit ang Python 3 at i-install ang gpsd-py3 library at GPS 2D / 3D Fix:

i-import ang gpsd

# Kumonekta sa lokal na gpsd

gpsd.connect ()

# Kumuha ng posisyon ng gps

packet = gpsd.get_current ()

# Tingnan ang mga inline na doc para sa GpsResponse para sa magagamit na data

print (packet.position ())

Hakbang 14: Paano Gumamit ng GSM Module Sa PPPd (Raspberry Pi)

A) Una, palitan ang /boot/overlays/sc16is752-i2c.dtbo at tiyaking gumagana nang maayos ang I2C.

• Palitan ang sc16is752-i2c.dtbo
• Ang pag-configure ng I2C

B) Ipasok ang command i2cset -y 1 0x16 0x23 0x40 upang i-reset ang module ng GPRS.

Matapos patakbuhin ang utos, kailangan mong maghintay nang kaunti, mga 10 segundo

Maaari mo ring gamitin ang sumusunod na pamamaraan upang ma-reset.

C) Ipasok ang utos

sudo apt i-install ang ppp

upang mag-install ng mga tool sa ppp.

D) Kopyahin / etc / ppp / peer / provider sa / etc / ppp / peer / gprs

E) Baguhin / etc / ppp / mga kapantay / gprs

• Linya 10: Mangyaring kumunsulta sa iyong service provider para sa gumagamit (Halimbawa: cmnet).
• Linya 15: Mangyaring kumunsulta sa iyong service provider para sa apn (Halimbawa: cmnet).
• Linya 18 - Linya 24: Inirekumendang setting

F) Baguhin / etc / chatscripts / gprs (Baguhin ang Linya 34 sa Linya 35, Ang Dialout Number ay maaaring HINDI * 99 #)

G) Ipasok ang command sudo pppd call gprs upang mag-dial up.

H) Suriin ang iyong ppp config mula sa iyong ISP.

I) Ipasok ang command ping -ako ppp0 8.8.8.8 subukan ang iyong network (Kung magagamit ang Internet at tama ang talahanayan ng ruta)

J) Mangyaring panatilihing mabuti ang signal ng GSM, kung hindi man magaganap ang sumusunod.

Hakbang 15: Paano Ma-diagnose ang Aking GSM Module (Raspberry Pi)

Ang sumusunod na code ay inirerekumenda na maipatupad gamit ang Python 3 at i-install ang smbus library:

i-import ang oras ng serialimport import smbus import operator import os

i-print ("Naghihintay para sa pagsisimula …")

bus = smbus. SMBus (1)

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

ser = serial. Serial ('/ dev / ttySC0', 115200)

kung ser.isOpen == Mali:

ser.open () subukan: i-print ('-' * 60) i-print ("Initializing A9G GPRS module.") i-print ("GSM na kumokonekta …") time.s Sleep (3) i = 0 habang Totoo: ser.write (str.encode ("AT + CCID / r")) size = ser.inWaiting () if size! = 0: ticks = time.time () response = ser.read (size) ccid = str (response, encoding = "utf -8 ") print (ccid) iba pa: i = i + 1 ser.flushInput () time.s Sleep (1) maliban sa KeyboardInterrupt: ser.close ()

Exec ang Test Script, batay sa mga resulta ng pagpapatupad, maaari naming masuri ang module ng GSM. Halimbawa, ang sumusunod na pagbalik, ang CME ERROR 53 error ay nagsasabi sa amin ng Power na hindi maganda. CME Code = Mga error na nauugnay sa GSM Equipment

Siyempre, ang script ay mayroon ding pagpapaandar na pag-reset. Kung maipakita mo nang tama ang CCID, kumpleto na ang pag-reset.

Hakbang 16: Paano Gumamit ng Lora TX & RX Sa C (Raspberry Pi)

Ang sumusunod na code ay inirerekumenda na maipatupad gamit ang Python 3 at mai-install ang smbus library.

Dapat itong ilipat sa pagitan ng dalawang IOT Node (A). Ang nilalamang ipinadala nang mag-isa ay hindi maaaring tanggapin ng mag-isa. Mangyaring i-save ito bilang isang py script para sa pagpapatupad.

Paano Ipadala: Matapos mapunan ang data sa rehistro 0x01 - 0x10, itakda ang L_TX na bit upang simulang magpadala ng data.

import timeimport smbus import os import sys

bus = smbus. SMBus (1)

subukan:

data_list = [170, 85, 165, 90] # sumulat ng data upang magparehistro at pagkatapos ay ipapadala ang data. para sa saklaw na index (1, len (data_list) + 1): bus.write_byte_data (0x16, index, data_list [index - 1]) print ("LORA send data to% d register% d data"% (index, data_list [index - 1])) bus.write_byte_data (0x16, 0x23, 0x01) maliban sa KeyboardInterrupt: sys.exit ()

Paano Magpadala ng Natanggap: Suriin ang L_RXNE kaunti, Kung nakatakda, dumating ang bagong data, dapat na malinaw na mano-mano ang watawat na ito

import timeimport smbus import os import sys

bus = smbus. SMBus (1)

recv_data =

subukan:

kung bus.read_byte_data (0x16, 0x23) & 0x02: # manu-manong malinaw na L_RXNE bus.write_byte_data (0x16, 0x23, 0x00) register_list = [0x11, 0x12, 0x13, 0x14] # basahin ang data para sa index sa saklaw (0x11, len (register_list) + 0x11): recv_data.append (bus.read_byte_data (0x16, register_list [index - 0x11]))

print ("Natanggap na data:")

i-print (recv_data) iba pa: i-print ("Wala pang Natanggap na data ~") maliban sa KeyboardInterrupt: sys.exit ()

Hakbang 17: Espesyal na Paglalarawan ng I2C Bandwidth

Ang limitasyon ng bilis ng I2C ay 400kHz, dahil sa I2C protocol, kaya ang solong epektibo na bandwidth ng aparato ay mas mababa kaysa sa 320kbps, ang multi-epektibo na bandwidth ng bandwidth ay mas mababa sa 160bps. Ang limitasyon ng bilis ng I2C UART Bridge ay 115200bps. Kapag ang GPS at GSM gumana nang sabay, ang I2C bandwidth ay hindi sapat, dahil ang 115.2bps * 2 = 230.4bps, kaya't ang ilang data ay mag-overflow. Ang pagbawas sa rate ng baud ng komunikasyon ng GPS at GSM ay maaaring mapabuti ang kakulangan ng bandwidth ng komunikasyon. Ang pag-atake sa iba pang mga module ng DockerPi ay maaaring tumagal sobrang I2C bandwidth. Kadalasan, ang bilis ng data ng network ay mabagal, kaya't ang bandwidth ng GSM ay hindi puno, kaya walang problema sa overflow.

Hakbang 18: Tapos na

Inaasahan kong gusto mo ito at gawin ito.

mahahanap mo ito dito:

Amazon

Nightlight ： https://www.amazon.com/GeeekPi-Night-Light-WS2812-Raspberry/dp/B07LCG2S5S 4channel Relay board: 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 ice tower ：