MuMo - LoRa Gateway: 25 trinn (med bilder)

2024 Forfatter: John Day | [email protected]. Sist endret: 2024-01-30 11:20

### OPPDATERING 10-03-2021 // den siste informasjonen / oppdateringene vil være tilgjengelig på github-siden:

github.com/MoMu-Antwerp/MuMo

Hva er MuMo?

MuMo er et samarbeid mellom produktutvikling (en avdeling ved Universitetet i Antwerpen) under navnet Antwerp Design Factory og Antwerp Fashion Museum.

Målet med prosjektet er å bygge et IOT -skjermsystem med åpen kildekode basert på et LoRa -nettverk.

• Det skal være enkelt å sette opp.
• Den skal være enkel å montere.
• Det må være skalerbart når det gjelder applikasjonsområde.

Hva prosjektet MuMo inneholder:

MuMo Node

MuMo Node er en lavenhetsenhet på AA -batterier som kan måle og overføre miljøparametere over et LoRa -nettverk. Parametrene er temperatur, fuktighet, omgivelsestrykk og lysstyrke.

*** MuMo -noden kan utvides med andre funksjoner som skal brukes i andre applikasjoner. ***

MuMo Gatway

MuMo Gateway er en aktiv LoRa -gateway som kan motta og videresende LoRa -signaler fra Node -enheten over internett. I dette prosjektet vil gatewayen også være utstyrt med de samme sensorene til MuMo Node -enheten, luftstøvføler og en feilfelle som kan fjernovervåkes med et kamera.

*** Gatewayen trenger ikke å være utstyrt med sensorer eller et kamera. Det kan også bare tjene til å tilby et LoRa -nettverk (ikke -måle -gateway). ***

MuMo Dashboard

MuMo Dashboard er gitt for å lage en oversiktlig webapplikasjon over nettverket som opprettes. Det er gjort brukervennlig med forskjellige funksjoner. Dashbordet kan tilpasses fullt ut til brukerens ønsker og applikasjoner.

Github -side:

github.com/MoMu-Antwerp/MuMo

Tilknyttede instruksjonssider:

MuMo_Node:

MuMo_Gateway:

Nødvendige verktøy:

• 3D -skriver med filament
• Loddejern / loddetinn
• Liten skjæretang
• Varm limpistol (eller andre fikseringsverktøy)
• Liten skrutrekker

Trinn 1: #Hardware - Bestilling av deler

Deler å bestille:

Se github -siden for en nylig oversikt:

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

Trinn 2: #Hardware - 3D -trykte deler

Deler til 3D -utskrift:

1. Inngangsport

   • GATEWAY_Main_Housing
   • GATEWAY_Bakside

2. Sensor_forlengelse

   • Sensor_Hus
   • Sensor_Bakomslag

3. Kamera_utvidelse

   • Camera_Housing
   • Camera_Backcover
4. Trap_extension

github -siden for de nyeste STL -filene:

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

Trykk filament:

PETG (foretrukket og mer holdbart)

PLA

Generelle utskriftsinnstillinger:

• Ingen støtte nødvendig
• Fyll ikke nødvendig
• 0,2 laghøyde
• 3 utvendige omkretser (for styrke og holdbarhet)

Trinn 3: #Software - Forbered SD -kort Raspberry Pi

Deler:

• Bringebær Pi
• Micro SD -kort.

Bruksanvisning:

1. Kontroller at SD-kortet er blinket og at det riktige bringebæroperasjonssystemet (Raspberry Pi OS (32-biters) med skrivebord) er installert på micro SD-kortet. Følg lenken nedenfor for å finne de riktige instruksjonene for å blinke og forberede micro SD -kortet.
2. Sett inn micro SD -kortet i Raspberry Pi.

Lenke:

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

Trinn 4: #Hardware - Klargjør luftstøvføleren (valgfritt)

Deler:

• sett luftstøvføler
• 2 x motstand (3,3 KΩ)
• Grove hattebrett
• 2 x krympehylser

Bruksanvisning:

1. Klipp den røde ledningen opp til kontakten.
2. Klipp den gule ledningen i en avstand på 3 cm fra kontakten.
3. Klipp den svarte ledningen i en avstand på 2 cm fra kontakten.
4. Strip enden av hver ledning.
5. Sett en liten krympehylse over den gule kabelen.
6. Sett et stort krympehylse over den gule og svarte kabelen.
7. Lodd de to motstandene i serie med den gule kabelen til kontakten i mellom.
8. Lodd den andre gule kabelen på siden av sensoren til en av motstandene.
9. Skyv den lille hylsen over loddetilkoblingen til den gule ledningen med en motstandsende fremdeles eksponert og krymp den lille hylsen.
10. Lodd de svarte ledningene tilbake sammen med den fortsatt utsatte motstandsenden i mellom.
11. Skyv den store hylsen over loddetilkoblingen og den lille hylsen og varmekrympe den store hylsen.
12. Lodd den røde kabelen til 5V -pinnene (pin 2 og 4) på Grove hattebrett (se bildet øverst).

Trinn 5: #Hardware - Montering av avstandsstykker (valgfritt)

Deler:

• Grove hattebrett
• Sett luftstøvføler
• 4 x hunn-hann-avstandsstykker
• 4 x hunn-kvinnelige avstandsstykker
• 4 x mutter

Bruksanvisning:

1. Monter avstandsstykkene for hunn-hann gjennom monteringshullene på lundhattbrettet
2. Skru mutrene på avstandsstykkene for hunn-hann og stram dem. (for å gi ekstra plass til kablene å bøye)
3. Skru avstandsstykkene mellom hunn og hunn oppå mutrene og stram til alt.
4. Legg den røde 5V -kabelen til luftdammsensoren langs innsiden av avstandsstykket (se siste bilde).

Trinn 6: #Hardware - Koble til kamerakabel / støvsensor / I2C (valgfritt)

Deler:

• Monteringsbunken fra trinn 6

• Bringebær PiModel 3 B+
• Kamerakabel
• 2 x grove tilkoblingskabler
• 1 x lang M2,5 skrue

Bruksanvisning:

Kamerakabel:

1. Løft låsen på kabelforbindelsen på Raspberry Pi (se bilde ett - rødt rektangel). Vær forsiktig, skjør!
2. Sett kamerakabelen inn i kontakten på Raspberry Pi med den blå siden vendt mot USB -pluggene.
3. Når kabelen er på rett sted. Skyv låsen tilbake på plass slik at kabeltilkoblingen er sikret.
4. Før kamerakabelen gjennom det medfølgende hullet inn i lundbrettet. (se bildet av lundbrettet ovenfra - rødt rektangel)
5. Juster brettet med tappene på siden.
6. Skyv den helt ned for å lage en bunke.
7. For å sikre stabelen, monter skruen i hullet ved siden av lydtilkoblingen til bringebær -pi. (se bildet ovenfra)
8. Den første stabelen er fullført!

Luftstøvføler:

Koble kontakten til luftstøvføler til pinne D16 på Grove hattebrett. (se bildet av grovebrettet ovenfra - lilla rektangel)

I2C -kontakter:

Koble de to grove -tilkoblingskablene til I2C -kontaktene på Grove hatkort. Bruk helst kontaktene som er nær kamerakabelen. Dette gjør det lettere å bruke HDMI -porten etterpå. (se bildet av grovebrettet ovenfra - blått rektangel)

Trinn 7: #Hardware - Bygg stabelen inn i huset

Deler:

• Monteringsbunken fra trinn 6
• Gateway_body 3D -utskrift
• 3 x lang M2,5
• 1 x M3

Bruksanvisning:

1. Sjekk om micro SD -kortet er satt inn i Raspberry Pi.
2. Sett luftstøvsensoren inn i 3D -utskriftshuset og fest den med M3 -skruen.
3. Før vi setter inn stakken. Før kamerakabelen og de to I2C grove -tilkoblingskablene gjennom det nederste sporet i huset.
4. Sett Pi -stakken inn i huset.
5. Skyv kablene ned på siden slik at de ikke kommer i veien.
6. Sørg for at ingen ledninger er foran Micro USB og HDMI -tilkoblingen.
7. Fest stabelen med tre M2,5 -skruer gjennom de store hullene på forsiden.

Trinn 8: #Hardware - Dragino LoRa Shield

Deler:

• Monteringen fra trinn 7
• Dragino LoRa -skjold
• 4 x korte M2,5 skruer

Bruksanvisning:

1. Installer antennen på Dragino LoRa -skjoldet på forhånd. (ikke stram helt ennå!)
2. Sett Dragino LoRa -skjoldet på toppen av luehattbrettet. Juster pinnene og skyv den helt ned.
3. Fest brettet med de fire M2.5 -skruene.

Trinn 9: #Hardware - Bakdeksel

Deler:

• Monteringen fra trinn 8
• Gateway_backcover
• 2x M3 skruer

Bruksanvisning:

1. Skyv innsatsene på bakdekselet inn i huset og skyv det ned.
2. Festet bakdekselet med to M3 -skruer.

Trinn 10: #Hardware - Oppsett LoRa Gatway

Deler:

• Monteringen fra trinn 9
• Ekstrautstyr: skjerm (HDMI) / tastatur / mus
• Micro usb strømforsyning

Bruksanvisning:

1. Koble bringebæret til en skjerm med en HDMI -kabel.
2. Koble en mus, et tastatur til USB -kontakten.
3. Koble til strøm -usb -kabelen til Raspberry Pi sist. Det burde begynne å starte opp nå.

Trinn 11: #Software - Oppsett LoRa Gatway - Første oppstart Raspberry Pi

Bruksanvisning:

1. Du vil se oppsettsskjermen. Følg instruksjonene i oppsettskjermen.
2. Velg din fylke / nettverk / tastaturinnstilling
3. På slutten vil den søke etter oppdateringer og installere dem. Vær tålmodig, dette kan ta noen minutter.

Trinn 12: #Software - Setup LoRa Gatway - Få Ether -adresse for TTN

Bruksanvisning:

1. Åpne en terminal på Raspberry Pi.
2. Skriv inn> ifconfig wlan0:
3. Du kan se eteradressen til Pi. (eks: b5: 23: eb: fc: 55: d4)
4. Skriv ned dette fordi du trenger det når du setter opp gatewayen i TTN.

*** Side notat ***

For mer detaljert oppsettinformasjon om Dragino PG1301, se brukerhåndboken (side 7):

Git lenke til pdf

Trinn 13: #TTN - Registrer deg / logg inn

Ting -nettverket gir et sett med åpne verktøy og et globalt, åpent nettverk for å bygge din neste IoT -applikasjon til lave kostnader, med maksimal sikkerhet og klar til skalering.

* Hvis du allerede har en konto, kan du hoppe over dette trinnet

Bruksanvisning:

1. Registrer deg på The Things Network og opprett en konto
2. Følg instruksjonene på TTN -nettstedet.
3. Etter registrering logg deg på kontoen din
4. Gå til konsollen. Du finner den i rullegardinmenyen i profilen din (se bilde)

Trinn 14: #TTN - Lag en Gatway på TTN

Bruksanvisning:

1. Klikk på Gateway i konsollen på TTN.
2. Klikk på register gateway i øvre høyre hjørne til en ny gateway -enhet. (se bildet - rød firkant)
3. Merk av i boksen "Jeg bruker den eldre pakkesenderen". (se bildet - grønt firkant)
4. Fyll ut gateway EUI ved å bruke eteradressen fra Pi. Konverter adressen din som dette eksempelet b5: 23: eb: fc: 55: d4 => B523EBFC55D4FFFF (se bildet - grønt rektangel) "FFFF" blir lagt til for å gjøre det til en 8 byte unik EUI.
5. Velg din frekvensplan (f.eks: Europa - 868MHz for Europa)
6. Velg ruteren din (eks: ttn-router-eu for Europe)
7. Pek posisjonen din på kartet. (valgfri)
8. Merk av for den riktige boksen, innendørs eller utendørs.
9. Klikk på knappen Registrer gateway nederst på siden

Trinn 15: #Software - Setup LoRa Gatway - Grensesnittalternativer

Bruksanvisning:

1. I terminalen skriver du inn> sudo raspi-config
2. Velg Grensesnittalternativer
3. Velg og aktiver SPI
4. Velg og aktiver Kamera
5. Velg og aktiver I2C

Trinn 16: #Software - Setup LoRa Gatway - Last ned og installer LoRaWAN Packet Forwarder Aktiver SPi

Bruksanvisning:

1. I terminalen skriver du inn> wget
2. Dette vil laste ned pakkespeditøren fra Dragino Server til RPI.
3. I terminalen skriver du inn> sudo dpkg -i lorapktfwd.deb

Trinn 17: #Software - Oppsett LoRa Gatway - Config Gateway ID, frekvensbånd og serveradresse

Bruksanvisning:

1. Etter installasjonen, gå til etc/ lora-gateway/ og åpne local_conf.json
2. Mellom de krøllete parentesene, legg til denne delen nedenfor:

"gateway_ID": "B523EBFC55D4FFFF",

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

"serv_port_up": 1700,

"serv_port_down": 1700

3. Endre gateway_ID til gateway_ID du brukte til å sette opp gatewayen i TTN. (med "FFFF")

4. Lagre dokumentet.

Trinn 18: #Software - Setup LoRa Gatway - Start LoRa Network

Bruksanvisning:

1. I terminalen type>
2. sudo systemctl stopp lorapktfwd
3. sudo systemctl start lorapktfwd
4. sudo systemctl aktiver lorapktfwd
5. Dette starter pakkevideren på nytt og sørger for at speditøren starter med Raspberry Pi. Nå er LoRa -gatewayen din aktiv.
6. Du bør se statusoppdateringen til "tilkoblet" innen få minutter på TTN.

Trinn 19: #Software - Setup Gateway - Sensor / kamera - Installer (valgfritt)

Bruksanvisning:

1. Sjekk om du har python 3 på Raspberry Pi. I terminaltypen => python3
2. Hvis du ikke har python 3, følger du denne installasjonsinstruksjonen:
3. type => sudo apt oppdatering
4. type => sudo apt install python3 idle3
5. Nå bør du ha python 3. Sjekk igjen med det første trinnet.

Aktiver kamera / I2C / SPI: (du kan ha gjort dette allerede i LoRa -oppsettet)

1. I terminaltypen => sudo raspi-config
2. Gå til Grensesnittalternativer.
3. Aktiver kamera
4. Aktiver I2C
5. Aktiver SPI

Installer følgende biblioteker: (skriv inn disse kommandoene i terminalen)

1. sudo apt-get oppdatering

sudo apt-get install libatlas-base-dev

2. pip3 installer numpy
3. pip3 installer opencv-python
4. pip3 installer scikit-image

pip3 installasjonsplan

5. pip3 installer getmac
6. pip3 installer adafruit-circuitpython-bme680
7. pip3 installer adafruit-circuitpython-tsl2561
8. pip3 installer RPI. GPIO

Trinn 20: #Software - Setup Gateway - Sensor / kamera - Skriptkjøring (valgfritt)

Bruksanvisning:

1. Last ned python -skriptet "mumo.py" fra github: Github -lenken
2. Plasser koden på skrivebordet.
3. Åpne en terminal og skriv> sudo nano/etc/xdg/lxsession/LXDE-pi/autostart
4. Kopier denne linjen til bunnen av filen> @lxterminal -e python3 /home/pi/Desktop/mumo.py
5. Lagre filen og lukk den.
6. Nå starter skriptet automatisk ved omstart.
7. Åpne koden.
8. Endre til URL -endepunktet ditt. (hvor skal dataene sendes på backend -serveren)

Trinn 21: #Hardware - Sensorforlengelse (valgfritt)

Deler:

• Monteringen fra trinn 9
• Sensor_del
• Sensor_kap
• Digital lyssensor (liten sensor)
• BME680 sensor (lang sensor)
• 4 x M2x5 skruer
• 4x M3 skruer

Bruksanvisning:

1. Sett de to I2C grove -tilkoblingskablene gjennom hullet på sensor_cap.
2. Koble BME680 -sensoren og den digitale lyssensoren til I2C grove -tilkoblingskabelen.
3. Sett inn BME680 -sensoren og den digitale lyssensoren i sensor_body -delen og fest den med fire M2x5 -skruer. Du må bøye kabelen for å få sensorene på plass, så vær forsiktig!
4. Skyv sensor_cap på toppen av sensorhuset for å lukke den.
5. Festet hetten til kroppen med to M3 -skruer.
6. Fest sensorutvidelsenheten foran på porten med to M3-skruer. (se bilde - Rød sirkel)
7. Grovekablene er sannsynligvis for lange. Skyv dem inn i sensorhuset.

Trinn 22: #Hardware - Kamerautvidelse (valgfritt)

Deler:

• Monteringen fra trinn 10
• Kameramodul (med M2.5 -skruer)
• Kamera_kropp
• Camera_cap
• 4x M3 skruer

Bruksanvisning:

1. Plasser kameraet og ett lysfeste i kamerahuset og fest det med de fire M2.5 -skruene fra kameramodulen.
2. For å sette inn kamerakabelen må vi løfte den svarte plastholderen fra tilkoblingen.
3. Sett inn kamerakabelen med den blå overflaten vendt mot kameraet. (se bilder)
4. Skyv camera_body på toppen av enheten
5. Fixed camera_cap med to M3 -skruer til camera_body.
6. Monter kameratilbehøret på bunnen av gatewayhuset med to M3 -skruer (se bilde - rød sirkel)
7. Skyv den utstående kabelen inn i huset.

Trinn 23: #Hardware - Bug Trap Extension (valgfritt)

Deler:

• Monteringen fra trinn 11
• Trap_Frame
• bug trap -papir - klebrig papir
• 2x M3 skruer

Bruksanvisning:

1. Plasser Trap_Frame -delen på toppen av kamerahuset. Fellen har litt plass til strøm -usb -kabelen til gatewayen, derfor sjekk bildene for riktig retning.
2. Fest med to M3 -skruer på venstre og høyre side av kamerahuset.
3. Sett inn (60 x 75) mm feilpapir i sporet på fellen. Det er to spor, både foran og bak. Det kommer an på hvordan du vil plassere porten.
4. Strøm -usb -kabelen kan veves mellom den åpne strukturen til felledelen.

Trinn 24: #Hardware - Montering av gatewayen

Gatewayen har mange alternativer for montering av gatewayen.

Vi har to skruespor som porten kan henges på.

Vi har også kabelbindere, slik at du enkelt kan feste porten til hva som helst.

Trinn 25: #Hardware - Forskjellige retninger

Gatewayen er modulær slik at sensorene og kameraet kan monteres i forskjellige retninger. Du kan også lage dine egne komponenter og legge dem til i oppsettet.