MuMo - LoRa Gateway: 25 steg (med bilder)

2024 Författare: John Day | [email protected]. Senast ändrad: 2024-01-30 12:36

### UPDATE 10-03-2021 // den senaste informationen / uppdateringarna kommer att finnas tillgängliga på github-sidan:

github.com/MoMu-Antwerp/MuMo

Vad är MuMo?

MuMo är ett samarbete mellan produktutveckling (en avdelning vid universitetet i Antwerpen) under namnet Antwerp Design Factory och Antwerp Fashion Museum.

Målet med projektet är att bygga ett IOT -övervakningssystem med öppen källkod baserat på ett LoRa -nätverk.

• Det ska vara enkelt att sätta upp.
• Det ska vara enkelt att montera.
• Det måste vara skalbart när det gäller tillämpningsområdet.

Vad projektet MuMo innehåller:

MuMo -nod

MuMo -noden är en lågeffektsenhet på AA -batterier som kan mäta och överföra miljöparametrar över ett LoRa -nätverk. Parametrarna är temperatur, luftfuktighet, omgivande tryck och ljusstyrka.

*** MuMo -noden kan utökas med andra funktioner som kan användas i andra applikationer. ***

MuMo Gatway

MuMo Gateway är en aktiv LoRa -gateway som kan ta emot och vidarebefordra LoRa -signaler från Node -enheten över internet. I detta projekt kommer gatewayen också att vara utrustad med samma sensorer för MuMo Node -enheten, luftdammsensor och en bugfälla som kan fjärrövervakas med en kamera.

*** Gatewayen behöver inte vara utrustad med sensorer eller en kamera. Det kan också bara tjäna till att tillhandahålla ett LoRa -nätverk (icke -mätande gateway). ***

MuMo Dashboard

MuMo Dashboard tillhandahålls för att skapa en översiktlig webbapplikation över det nätverk som skapas. Det är gjort användarvänligt med olika funktioner. Instrumentpanelen kan anpassas helt efter användarens önskemål och tillämpning.

Github -sida:

github.com/MoMu-Antwerp/MuMo

Länkade instruerbara sidor:

MuMo_Node:

MuMo_Gateway:

Nödvändiga verktyg:

• 3D -skrivare med filament
• Lödkolv / löd
• Liten skärtång
• Het limpistol (eller andra fixeringsverktyg)
• Liten skruvmejsel

Steg 1: #Hardware - Beställa delar

Delar att beställa:

Se github -sidan för en ny översikt:

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

Steg 2: #Hardware - 3D -tryckta delar

Delar till 3D -utskrift:

1. Inkörsport

   • GATEWAY_Main_Housing
   • GATEWAY_Bakomslag

2. Sensor_förlängning

   • Sensor_Hus
   • Sensor_Bakomslag

3. Camera_extension

   • Camera_Housing
   • Camera_Backcover
4. Trap_extension

github -sidan för de senaste STL -filerna:

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

Skriv ut filament:

PETG (föredragen och mer hållbar)

PLA

Allmänna utskriftsinställningar:

• Inget stöd behövs
• Fyllning behövs inte
• 0,2 lagerhöjd
• 3 yttre omkretsar (för styrka och hållbarhet)

Steg 3: #Software - Förbered SD -kort Raspberry Pi

Delar:

• Raspberry Pi
• Micro SD -kort.

Instruktioner:

1. Se till att SD-kortet blinkar och att rätt hallonoperationssystem (Raspberry Pi OS (32-bitars) med skrivbord) är installerat på micro SD-kortet. Följ länken nedan för att hitta rätt instruktioner för att blinka och förbereda ditt micro SD -kort.
2. Sätt i ditt micro SD -kort i Raspberry Pi.

Länk:

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

Steg 4: #Hardware - Förbered luftdammsensorn (tillval)

Delar:

• sedd luftdammsensor
• 2 x motstånd (3,3 KΩ)
• Grove hattbräda
• 2 x krymphylsor

Instruktioner:

1. Klipp den röda tråden upp till kontakten.
2. Klipp av den gula tråden på ett avstånd av 3 cm från kontakten.
3. Klipp den svarta tråden på ett avstånd av 2 cm från kontakten.
4. Ta bort änden av varje tråd.
5. Lägg en liten krymphylsa över den gula kabeln.
6. Sätt en stor krymphylsa över den gula och svarta kabeln.
7. Löd de två motstånden i serie med den gula kabeln på kontakten emellan.
8. Löd den andra gula kabeln på sidan av sensorn till ett av motstånden.
9. Skjut den lilla hylsan över lödanslutningen på den gula tråden med en motståndsände fortfarande exponerad och krympa den lilla hylsan.
10. Löd de svarta trådarna tillbaka tillsammans med den fortfarande exponerade motståndsändan emellan.
11. Skjut den stora hylsan över lödanslutningen och den lilla hylsan och krympa den stora hylsan.
12. Löd den röda kabeln till 5V -stiften (stift 2 och 4) på Grove -hattbrädet (se bilden ovanifrån).

Steg 5: #Hardware - Montering av distanser (tillval)

Delar:

• Grove hattbräda
• Såg luftdammsensor
• 4 x kvinnliga-manliga distanser
• 4 x kvinnliga-kvinnliga distanser
• 4 x mutter

Instruktioner:

1. Montera hona-han-distanserna genom monteringshålen på lundhattbrädan
2. Skruva fast muttrarna på distanserna för hon-hane och dra åt dem. (för att ge extra utrymme för kablarna att böja)
3. Skruva på hona-kvinnliga distanser på muttrarna och dra åt allt.
4. Lägg den röda 5V -kabeln på luftdammsensorn längs insidan av distansen (se sista bilden).

Steg 6: #Hardware - Anslutning av kamerakabel / dammsensor / I2C (tillval)

Delar:

• Monteringsbunten från steg 6

• Hallon PiModel 3 B+
• Kamerakabel
• 2 x lundanslutningskablar
• 1 x lång M2,5 skruv

Instruktioner:

Kamerakabel:

1. Lyft spärren på kabelanslutningen på Raspberry Pi (se bild ett - röd rektangel). Var försiktig, ömtålig!
2. Sätt i kamerakabeln i kontakten på Raspberry Pi med den blå sidan vänd mot usb -kontakterna.
3. När kabeln är på rätt plats. Skjut tillbaka spärren så att kabelanslutningen sitter fast.
4. Mata kamerakabeln genom det medföljande hålet i lundbrädet. (se bild av lundskivan ovanifrån - röd rektangel)
5. Rikta in kortet med stiftanslutningarna på sidan.
6. Tryck ner den hela vägen för att skapa en bunt.
7. För att säkra bunten, montera skruven i hålet bredvid ljudanslutningen på hallon pi. (se bild ovanifrån)
8. Första stacken är klar!

Luftdammsensor:

Anslut kontakten på luftdammsensorn till stift D16 på Grove hattkort. (se bild av lundskivan ovanifrån - lila rektangel)

I2C -kontakter:

Anslut de två grove -anslutningskablarna till I2C -kontakterna på Grove -hattkortet. Använd helst kontakterna som är nära kamerakabeln. Detta gör det lättare att använda HDMI -porten efteråt. (se bild av lundskivan ovanifrån - blå rektangel)

Steg 7: #Hardware - Bygga stapeln i höljet

Delar:

• Monteringsbunten från steg 6
• Gateway_body 3D -utskrift
• 3 x lång M2,5
• 1 x M3

Instruktioner:

1. Kontrollera om micro SD -kortet är isatt i Raspberry Pi.
2. Sätt in luftdammsensorn i 3D -utskriftshuset och säkra den med M3 -skruven.
3. Innan vi sätter i stapeln. För kamerakabeln och de två I2C -grovanslutningskablarna genom bottenfacket i huset.
4. Sätt in Pi -stacken i huset.
5. Skjut ner kablarna på sidan så att de inte kommer i vägen.
6. Se till att inga ledningar finns framför Micro USB och HDMI -anslutningen.
7. Säkra bunten med tre M2,5 -skruvar genom de stora hålen på framsidan.

Steg 8: #Hardware - Dragino LoRa Shield

Delar:

• Monteringen från steg 7
• Dragino LoRa -sköld
• 4 x korta M2,5 skruvar

Instruktioner:

1. Förinstallera antennen på Dragino LoRa -skölden. (dra inte åt helt än!)
2. Sätt i Dragino LoRa -skölden ovanpå lundhattbrädan. Rikta in stiften och tryck ner den hela vägen.
3. Säkra kortet med de fyra M2.5 -skruvarna.

Steg 9: #Hardware - Backcover

Delar:

• Monteringen från steg 8
• Gateway_backcover
• 2x M3 skruvar

Instruktioner:

1. Skjut in insatserna på bakstycket i huset och tryck ner det.
2. Fixerade bakstycket med två M3 -skruvar.

Steg 10: #Hardware - Konfigurera LoRa Gatway

Delar:

• Monteringen från steg 9
• Kringutrustning: skärm (HDMI) / tangentbord / mus
• Micro usb strömförsörjning

Instruktioner:

1. Anslut hallon till en skärm med en HDMI -kabel.
2. Anslut en mus, ett tangentbord till USB -kontakten.
3. Anslut USB -kabeln till Raspberry Pi senast. Det borde börja starta upp nu.

Steg 11: #Software - Setup LoRa Gatway - Starta först Raspberry Pi

Instruktioner:

1. Du kommer att se installationsskärmen. Följ instruktionerna på installationsskärmen.
2. Välj din län / nätverk / tangentbord inställning
3. I slutet kommer den att söka efter uppdateringar och installera dem. Var tålmodig, det kan ta några minuter.

Steg 12: #Software - Setup LoRa Gatway - Skaffa Ether -adress för TTN

Instruktioner:

1. Öppna en terminal på Raspberry Pi.
2. Skriv in> ifconfig wlan0:
3. Du kan se eteradressen för Pi. (ex: b5: 23: eb: fc: 55: d4)
4. Skriv ner detta eftersom du kommer att behöva det när du konfigurerar gatewayen i TTN.

*** sidnotering ***

För mer detaljerad installationsinformation om Dragino PG1301, läs bruksanvisningen (sidan 7):

Git länk till pdf

Steg 13: #TTN - Registrera dig / logga in

Tingsnätverket erbjuder en uppsättning öppna verktyg och ett globalt, öppet nätverk för att bygga din nästa IoT -applikation till låg kostnad, med maximal säkerhet och redo att skala.

* Om du redan har ett konto kan du hoppa över det här steget

Instruktioner:

1. Registrera dig på The Things Network och skapa ett konto
2. Följ instruktionerna på TTN: s webbplats.
3. Efter registreringen loggar du in på ditt konto
4. Gå till din konsol. Du hittar den i rullgardinsmenyn i din profil (se bild)

Steg 14: #TTN - Skapa en Gatway på TTN

Instruktioner:

1. Klicka på Gateway i konsolen på TTN.
2. Klicka på registergateway i det övre högra hörnet till en ny gateway -enhet. (se bild - röd fyrkant)
3. Markera kryssrutan "Jag använder den äldre paketförmedlaren". (se bild - grön fyrkant)
4. Fyll i gatewayen EUI med hjälp av eteradressen från Pi. Konvertera din adress som det här exemplet b5: 23: eb: fc: 55: d4 => B523EBFC55D4FFFF (se bild - grön rektangel) "FFFF" läggs till för att göra det till en 8 byte unik EUI.
5. Välj din frekvensplan (ex: Europa - 868MHz för Europa)
6. Välj din router (ex: ttn-router-eu för Europa)
7. Rikta din plats på kartan. (frivillig)
8. Markera den rätta rutan, inomhus eller utomhus.
9. Klicka på knappen Registrera gateway längst ned på sidan

Steg 15: #Software - Setup LoRa Gatway - Gränssnittsalternativ

Instruktioner:

1. I terminalen skriver du in> sudo raspi-config
2. Välj gränssnittsalternativ
3. Välj och aktivera SPI
4. Välj och aktivera Kamera
5. Välj och aktivera I2C

Steg 16: #Software - Setup LoRa Gatway - Ladda ner och installera LoRaWAN Packet Forwarder Aktivera SPi

Instruktioner:

1. I terminalen skriver du in> wget
2. Detta hämtar paketförmedlaren från Dragino Server till RPI.
3. I terminalen skriver du in> sudo dpkg -i lorapktfwd.deb

Steg 17: #Software - Setup LoRa Gatway - Config Gateway ID, Frequency Band and Server Address

Instruktioner:

1. Efter installationen, gå till etc/ lora-gateway/ och öppna local_conf.json
2. Mellan de lockiga parenteserna lägger du till det här avsnittet nedan:

"gateway_ID": "B523EBFC55D4FFFF",

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

"serv_port_up": 1700,

"serv_port_down": 1700

3. Ändra gateway_ID till gateway_ID som du använde för att konfigurera gatewayen i TTN. (med "FFFF")

4. Spara dokumentet.

Steg 18: #Software - Setup LoRa Gatway - Starta LoRa -nätverket

Instruktioner:

1. I terminalen typ>
2. sudo systemctl stoppa lorapktfwd
3. sudo systemctl start lorapktfwd
4. sudo systemctl aktivera lorapktfwd
5. Detta startar om paketförmedlaren och ser till att speditören börjar med Raspberry Pi. Nu är din LoRa -gateway aktiv.
6. Du bör se statusuppdateringen till "ansluten" inom några minuter på TTN.

Steg 19: #Software - Setup Gateway - Sensor / kamera - Installera (tillval)

Instruktioner:

1. Kontrollera om du har python 3 på din Raspberry Pi. I terminaltypen => python3
2. Om du inte har python 3 följer du denna installationsanvisning:
3. typ => sudo apt update
4. typ => sudo apt install python3 idle3
5. Nu ska du ha python 3. Kontrollera igen med det första steget.

Aktivera kamera / I2C / SPI: (du kanske har gjort detta redan i LoRa -inställningen)

1. I terminalen typ => sudo raspi-config
2. Gå till gränssnittsalternativ.
3. Aktivera kamera
4. Aktivera I2C
5. Aktivera SPI

Installera följande bibliotek: (skriv dessa kommandon i terminalen)

1. sudo apt-get uppdatering

sudo apt-get install libatlas-base-dev

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

pip3 installationsschema

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

Steg 20: #Software - Setup Gateway - Sensor / kamera - Scriptkörning (valfritt)

Instruktioner:

1. Ladda ner python -skriptet "mumo.py" från github: Github -länk
2. Lägg koden på skrivbordet.
3. Öppna en terminal och skriv> sudo nano/etc/xdg/lxsession/LXDE-pi/autostart
4. Kopiera den här raden till botten av filen> @lxterminal -e python3 /home/pi/Desktop/mumo.py
5. Spara filen och stäng den.
6. Nu startar skriptet automatiskt vid omstart.
7. Öppna koden.
8. Ändra till din URL -slutpunkt. (vart ska du skicka data på din backend -server)

Steg 21: #Hardware - Sensorförlängning (tillval)

Delar:

• Monteringen från steg 9
• Sensor_kropp
• Sensor_cap
• Digital ljussensor (liten sensor)
• BME680 sensor (lång sensor)
• 4 x M2x5 skruvar
• 4x M3 skruvar

Instruktioner:

1. För in de två I2C -grovanslutningskablarna genom hålet på sensor_cap.
2. Anslut BME680 -sensorn och den digitala ljussensorn till I2C -grovanslutningskabeln.
3. Sätt i BME680 -sensorn och den digitala ljussensorn i sensor_body -delen och säkra den med fyra M2x5 -skruvar. Du måste böja kabeln för att montera sensorerna på plats, så var försiktig!
4. Skjut sensor_cap ovanpå sensorkroppen för att stänga den.
5. Fixerade locket på kroppen med två M3 -skruvar.
6. Fäst sensortilläggsenheten på framsidan av gatewayen med två M3-skruvar. (se bild - Röd cirkel)
7. Lundkablarna är förmodligen för långa. Skjut in dem i sensorhuset.

Steg 22: #Hardware - Kameraförlängning (tillval)

Delar:

• Monteringen från steg 10
• Kameramodul (med M2.5 -skruvar)
• Kamera_kropp
• Camera_cap
• 4x M3 skruvar

Instruktioner:

1. Placera kameran och en ljusfäste i kamerahuset och säkra den med de fyra M2.5 -skruvarna från kameramodulen.
2. För att sätta in kamerakabeln måste vi lyfta den svarta plasthållaren från anslutningen.
3. Sätt i kamerakabeln med den blå ytan vänd mot kameran. (se bilder)
4. Skjut kamera_kroppen ovanpå enheten
5. Fixerade camera_cap med två M3 -skruvar på camera_body.
6. Montera kameratillägget på botten av gatewayhuset med två M3 -skruvar (se bild - Röd cirkel)
7. Skjut in den utskjutande kabeln i huset.

Steg 23: #Hardware - Bug Trap Extension (tillval)

Delar:

• Monteringen från steg 11
• Trap_Frame
• bug trap -papper - klibbigt papper
• 2x M3 skruvar

Instruktioner:

1. Placera Trap_Frame -delen ovanpå kamerahuset. Fällan har lite utrymme för gatewayens usb -kabel, kontrollera därför bilderna för rätt riktning.
2. Fixera med två M3 -skruvar på vänster och höger sida av kamerahuset.
3. Sätt in ditt (60 x 75) mm buggpapper i fackets fack. Det finns två slitsar, fram och bak. Det beror på hur du kommer att placera gatewayen.
4. Power usb -kabeln kan vävas mellan fällans delas öppna struktur.

Steg 24: #Hardware - Montering av gateway

Gatewayen har många alternativ för att montera gatewayen.

Vi har två skruvspår som porten kan hängas på.

Vi har också buntband, så att du enkelt kan fästa porten till vad som helst.

Steg 25: #Hardware - Skilda orienteringar

Gatewayen är modulär så att sensorerna och kameran kan monteras i olika riktningar. Du kan också skapa dina egna komponenter och lägga till dem i installationen.