LoRa GPS-tracker-zelfstudie - LoRaWAN met Dragino en TTN - Ajarnpa

2024 Auteur: John Day | [email protected]. Laatst gewijzigd: 2024-01-30 11:14

Hé, wat is er, jongens! Akarsh hier van CETech.

Een paar projecten terug hebben we de LoRaWAN Gateway van Dragino bekeken. We hebben verschillende knooppunten met de Gateway verbonden en gegevens van de knooppunten naar de Gateway verzonden met behulp van TheThingsNetwork als de server. We hebben het hele configuratieproces van de Gateway doorlopen. In dit project gaan we dat spel nog een stap verder brengen door een GPS-tracker aan te sluiten op de Gateway. Sterker nog, we gaan één voor één twee GPS-trackers met de Gateway verbinden.

Eerst zullen we een op Arduino gebaseerd GPS-knooppunt verbinden met de Gateway nadat we dat hebben geprogrammeerd om GPS-gegevens te delen, en daarna zullen we een kant-en-klaar GPS-trackerknooppunt LGT92 van Dragino verbinden en ook daarvan GPS-gegevens verzamelen.

Wacht, heb ik je al verteld over de nieuwe Gateway van Dragino die we vandaag gaan gebruiken. Ja, vandaag hebben we een nieuwe gateway van dragino bij ons, de 8-kanaals LPS8-gateway die we zullen gebruiken.

Het wordt leuk. Dus laten we beginnen.

Benodigdheden:

Koop de LPS8 in India:

Koop de LGT92 in India:

Stap 1: laat PCB's voor uw projecten vervaardigen

PCBGOGO, opgericht in 2015, biedt kant-en-klare PCB-assemblagediensten, waaronder PCB-productie, PCB-assemblage, sourcing van componenten, functionele tests en IC-programmering.

De productiebases zijn uitgerust met de meest geavanceerde productieapparatuur. Hoewel het nog maar vijf jaar oud is, hebben hun fabrieken al meer dan 10 jaar ervaring in de PCB-industrie op Chinese markten. Het is een toonaangevende specialist in PCB-assemblage voor oppervlaktemontage, thru-hole en gemengde technologie en elektronische productiediensten, evenals kant-en-klare PCB-assemblage.

PCBGOGO biedt de bestelservice van prototype tot massaproductie, sluit u nu bij hen aan om Kerstmis en Nieuwjaar in stijl te vieren! Ze bieden grote kortingsbonnen samen met verrassingsgeschenken bij uw bestellingen en er worden nog veel meer weggeefacties gehouden !!!!

Stap 2: Over LPS8 Dragino Gateway

De LPS8 is een open-source Indoor LoRaWAN-gateway. In tegenstelling tot de LG01-P enkelkanaals gateway. De LPS8 is een 8-kanaals gateway, wat betekent dat we er meer nodes op kunnen aansluiten en relatief groter LoRa-verkeer gemakkelijk aankunnen. De LPS8 Gateway wordt aangedreven door een SX1308 LoRa-concentrator en twee 1257 LoRa-transceivers. Het heeft een USB-hostpoort en een USB type C-voedingsingang. Afgezien daarvan heeft het ook een ethernetpoort die kan worden gebruikt voor verbindingsdoeleinden. Maar dat gaan we vandaag niet gebruiken, omdat we het via wifi gaan verbinden. Op het voorste deel van de gateway hebben we 4 status-LED's voor voeding, wifi-toegangspunt, ethernetpoort en internetconnectiviteit.

Met deze gateway kunnen we een draadloos LoRa-netwerk overbruggen naar een IP-netwerk via Wi-Fi of Ethernet. De LPS8 maakt gebruik van een Semtech Packet forwarder en is volledig compatibel met het LoRaWAN-protocol. De LoRa-concentrator in deze Gateway biedt 10 programmeerbare parallelle demodulatiepaden. Het wordt geleverd met vooraf geconfigureerde standaard LoRaWAN-frequentiebanden die in verschillende landen kunnen worden gebruikt. Enkele kenmerken van de LPS8 LoRaWAN Gateway zijn:

1. Het is een Open Source OpenWrt-systeem.
2. Emuleert 49x LoRa-demodulators.
3. Heeft 10 programmeerbare parallelle demodulatiepaden.

Voor meer informatie over de LPS8-gateway. U kunt vanaf hier de datasheet raadplegen en vanaf hier de gebruikershandleiding.

Stap 3: Over LGT92 LoRaWAN GPS-tracker

De Dragino LoRaWAN GPS Tracker LGT-92 is een open-source GPS-tracker gebaseerd op Ultra Low Power STM32L072 MCU en SX1276/1278 LoRa Module.

LGT-92 bevat een GPS-module met laag vermogen L76-L en een 9-assige versnellingsmeter voor bewegings- en hoogtedetectie. Het vermogen voor zowel de GPS-module als de accelerometer kan worden geregeld door MCU om het beste energieprofiel voor verschillende toepassingen te bereiken. De draadloze LoRa-technologie die in de LGT-92 wordt gebruikt, stelt de gebruiker in staat om gegevens te verzenden en extreem lange afstanden te bereiken bij lage gegevenssnelheden. Het biedt ultra-lange afstand communicatie met gespreid spectrum en een hoge immuniteit tegen interferentie, terwijl het stroomverbruik wordt geminimaliseerd. Het is gericht op professionele trackingdiensten. Het heeft ook een SOS-noodknop die, wanneer ingedrukt, een bericht verzendt waarvoor het is geconfigureerd. Het is een klein lichtgewicht knooppunt dat in twee varianten wordt geleverd, namelijk:

• LGT-92-Li: het wordt aangedreven door een oplaadbare Li-ionbatterij van 1000 mA en een oplaadcircuit dat wordt gebruikt voor realtime tracking met een korte tracking-uplink.
• LGT-92-AA: Schakel het laadcircuit uit om het laagste stroomverbruik en stroom rechtstreeks door AA-batterijen te krijgen. Dit is ontworpen voor het volgen van activa, waarbij u slechts een paar keer per dag hoeft te uplinken.

Hier gaan we de LGT-92-Li variant gebruiken. Enkele kenmerken van deze GPS Tracker zijn zoals hieronder vermeld:

• LoRaWAN 1.0.3-compatibel
• Regelmatige/realtime GPS-tracking
• Ingebouwde 9-assige versnellingsmeter
• Mogelijkheid voor bewegingsdetectie
• Vermogensbewaking
• Oplaadclip met USB-poort (voor LGT-92-LI)
• 1000mA Li-ion batterijvermogen (voor LGT-92-LI)
• Driekleurige LED,
• Alarmknop
• Banden: CN470/EU433/KR920/US915/EU868/AS923/AU915AT Commando's om parameters te wijzigen

Voor meer details over de LGT92 kunt u vanaf hier de datasheet van dit product raadplegen en vanaf hier de gebruikershandleiding van het product.

Stap 4: Het knooppunt instellen: op Arduino gebaseerd GPS-trackerknooppunt

In deze stap gaan we het eerste type GPS-trackerknooppunt instellen dat we gaan verbinden met onze Dragino Gateway, d.w.z. het op Arduino gebaseerde GPS-knooppunt. Dit knooppunt heeft een ingebouwde GPS-chip. Hoewel we hier ook een extra GPS-antenne op kunnen aansluiten, zou ik toch de onboard-antenne gebruiken. Het GPS Tracker-knooppunt is in feite een GPS-schild dat is aangesloten op de Arduino. De daarop aangesloten LoRa-module is in een Zigbee-formaat en is een SX1276 LoRa-module. Voordat we hem verbinden met de Dragino Gateway, moeten we de Gateway instellen en configureren met TheThingsNetwork. Het proces daarvoor is vergelijkbaar met het proces dat we hebben gebruikt om de LG01-P Gateway te configureren. U kunt deze video voor het configuratieproces vanaf hier bekijken en vanaf hier ook verwijzen naar de Instructables voor dat project. Nadat u de Gateway-configuratie hebt uitgevoerd. Nu moeten we de verbindingen maken om de Node te laten functioneren. Omdat het GPS-gedeelte als een schild is aangesloten, zijn er geen draden en al nodig. We hoeven alleen maar twee startkabels aan te sluiten, de GPS-Rx- en GPS-Tx-pinnen die respectievelijk op digitale pinnen 3 en 4 moeten worden aangesloten. Wanneer het knooppunt is gekocht, heeft het geelgekleurde jumpers op de pinnen die we moeten verbinden. Verwijder eerst die jumpers, dan kunt u de verbindingen maken. Nadat we deze eenvoudige verbindingen hebben gemaakt, is het nu tijd om de code naar dit knooppunt te uploaden, wat we in de volgende stap zullen doen.

U kunt hier een gedetailleerde beschrijving van het GPS-schild krijgen.

Stap 5: Het op Arduino gebaseerde GPS-knooppunt programmeren

In deze stap gaan we het programma uploaden in ons op Arduino gebaseerde knooppunt. Daarvoor moet je vanaf hier naar de GitHub-repository voor dit project verwijzen en de onderstaande stappen volgen:

1. Ga naar de Github-repository. Daar ziet u een bestand met de naam "Arduino LoRaWAN GPS Tracker.ino". Open dat bestand. Het is de code die naar de Arduino moet worden geüpload, dus kopieer die code en plak die in de Arduino IDE.

2. Ga naar de TheThingsNetwork-console. Daar moet je een applicatie maken, geef het een willekeurige applicatie-ID, een beschrijving als je wilt en klik daarna op de knop "Applicatie toevoegen". Zodra de applicatie is toegevoegd, gaat u naar het tabblad apparaten.

3. Daar moet je één apparaat registreren. Geef een uniek apparaat-ID aan het apparaat. Genereer een willekeurige Device EUI en App EUI en druk op de registerknop.

4. Zodra dit is gebeurd, moet u naar de instellingen gaan en de activeringsmethode overschakelen van OTAA naar ABP en daarna op de knop Opslaan klikken.

5. Kopieer vanaf de apparaatoverzichtspagina het apparaatadres en plak dat in de code die op de betreffende plaats in Arduino IDE is gepost. Kopieer daarna de netwerksessiesleutel en de app-sessiesleutel in het gecodeerde formaat en plak ze ook in de code.

6. Zodra dat is gebeurd, sluit u de Arduino aan op uw pc. Selecteer de juiste COM-poort en druk op de uploadknop. Zodra de code is geüpload. Open de seriële monitor met een baudrate van 9600 en u zult enkele gegevens op de seriële monitor zien die symboliseert dat de overdracht van gegevens aan de gang is.

7. Ga daarna terug naar de TheThingsNetwork-console en open de applicatie die we hebben gemaakt. Klik daar op de knop Payload Formats. Ga terug naar de Github-repository, daar zie je een bestand met de naam "Arduino GPS Tracker Payload". Open dat bestand en kopieer de kleine code die daar is geschreven en plak die onder de payload-indelingen. Sla daarna de payload-functies op. Deze payload-functie wordt gebruikt om de gegevens te decoderen die door het GPS-knooppunt worden verzonden.

Hierin zijn we ook klaar met het programmeergedeelte voor het knooppunt. Als u naar het tabblad Gegevens gaat, ziet u daar enkele willekeurige gegevens voordat de payload-functie werd toegepast. Maar zodra de payload-functie wordt toegepast. Dan ziet u enkele zinvolle gegevens zoals de breedtegraad, lengtegraad en een bericht met de TTN Payload-functie. Dit geeft aan dat het knooppunt succesvol is verbonden en dat de gegevensoverdracht ook aan de gang is. Omdat dit knooppunt niet is vergrendeld met de GPS-satellieten, kost het tijd in de gegevensoverdracht, maar als we het in de open lucht houden en een extra antenne toevoegen, kunnen we de prestaties hiervan aanzienlijk verbeteren.

Stap 6: Het LGT-92 GPS Tracker-knooppunt instellen

Tot nu toe hebben we de setup en configuratie van het Arduino GPS-knooppunt gedaan en er ook gegevens door naar de gateway gestuurd. Maar zoals je kunt zien, is de Arduino Node een beetje omvangrijk en niet erg presentabel. Maar maak je geen zorgen, want we hebben de LGT-92 GPS Tracker-node van Dragino. Het is een lichtgewicht, mooi uitziende GPS-tracker-node die een structuur heeft die lijkt op die van de Arduino-node aan de binnenkant, maar aan de buitenkant heeft het een paneel met een grote rode SOS-knop die noodgegevens naar de gateway stuurt wanneer erop wordt gedrukt en van de gateway, dat kunnen we lezen. Het heeft ook een veelkleurige LED die oplicht om verschillende dingen te symboliseren. Er is aan / uit-knop aan de rechterkant. Het wordt geleverd met een aantal accessoires, zoals een riem om het ergens aan vast te maken en ook een USB-kabel die kan worden gebruikt om het aan te sluiten op een USB-naar-serieel-converter en van daaruit kunt u dat op uw pc aansluiten. In ons geval hoeven we niets te coderen omdat de LGT-92 vooraf geconfigureerd wordt geleverd. De doos waarin deze wordt geleverd, bevat enkele gegevens zoals de apparaat-EUI en andere dingen, dus we moeten de doos veilig bij ons bewaren.

Nu komen we bij het configuratiegedeelte. We moeten een applicatie maken zoals we deden in het geval van de Arduino GPS-node. Maar er moeten enkele wijzigingen worden aangebracht die hieronder worden weergegeven:

1. Wanneer we het EUI-tabblad openen onder de instellingen, zien we dat er al een standaard EUI is. We moeten die EUI verwijderen en de App EUI invoeren die aanwezig is op de doos van de LGT-92.

2. Nu moeten we een apparaat maken en in de apparaatinstellingen moeten we de apparaat-EUI en de app-sleutel invoeren die we op de doos krijgen. Als deze twee zijn ingevoerd, wordt ons apparaat geregistreerd en is het klaar voor gebruik.

Op deze manier is de configuratie klaar en is ons apparaat klaar om als node te worden gebruikt.

Stap 7: het testen van de werking van LGT-92

Tot de vorige stap waren we klaar met het opzetten, configureren en apparaatregistratie van onze LGT-92 GPS Tracker-node. Als we nu de LGT-92 AAN zetten, zien we een groen lampje terwijl het AAN wordt gezet. Omdat het apparaat AAN gaat, gaat het lampje UIT en knippert het na een bepaalde tijd. Het knipperende lampje heeft een blauwe kleur, wat aangeeft dat de gegevens op dat moment zijn verzonden. Als we nu naar het tabblad Gegevens gaan, zullen we zien dat er enkele willekeurige gegevens zijn. We moeten dus het Payload-formaat wijzigen zoals we deden voor het Arduino-knooppunt. Ga naar de Github-repository waar u een bestand met de naam "LGT-92 GPS Tracker Payload" ziet. Open het bestand en kopieer de code die daar is geschreven. Ga nu terug naar TheThingsNetwork Console, daar moet je naar het tabblad Payload Format gaan en de code daar plakken. Sla de wijzigingen op en u bent klaar. Als u nu teruggaat naar het tabblad Gegevens, ziet u dat de gegevens nu in een begrijpelijk formaat zijn. Daar ziet u gegevens zoals de batterijspanning, breedtegraad, lengtegraad, enz. Ook ziet u enkele gegevens met de melding Alarm_status: False, wat aangeeft dat de SOS-knop niet is ingedrukt.

Op deze manier hebben we de LPS-8 Dragino Gateway en LGT-92 GPS Tracker-node bekeken en deze geconfigureerd om locatiegegevens te verzenden en te ontvangen. Deze apparaten kunnen zeer nuttig zijn bij het maken van op LoRa gebaseerde projecten. Ik zal in de toekomst ook een aantal projecten met hen proberen te maken. Ik hoop dat je deze tutorial leuk vond. Graag tot de volgende keer.