بوابة MuMo - LoRa: 25 خطوة (بالصور)

2024 مؤلف: John Day | [email protected]. آخر تعديل: 2024-01-30 07:36

### UPDATE 10-03-2021 // ستتوفر آخر المعلومات / التحديثات على صفحة جيثب:

github.com/MoMu-Antwerp/MuMo

ما هو MuMo؟

MuMo هو تعاون بين تطوير المنتجات (قسم من جامعة أنتويرب) تحت اسم Antwerp Design Factory ومتحف أنتويرب للأزياء.

الهدف من المشروع هو بناء نظام مراقبة إنترنت الأشياء مفتوح المصدر يعتمد على شبكة LoRa.

• يجب أن يكون سهل الإعداد.
• يجب أن يكون سهل التجميع.
• يجب أن تكون قابلة للتطوير من حيث منطقة التطبيق.

ماذا يحتوي مشروع MuMo:

عقدة MuMo

عقدة MuMo عبارة عن جهاز منخفض الطاقة على بطاريات AA يمكنه قياس ونقل المعلمات البيئية عبر شبكة LoRa. المعلمات هي درجة الحرارة والرطوبة والضغط المحيط والسطوع.

*** يمكن توسيع عقدة MuMo بوظائف أخرى لاستخدامها في تطبيقات أخرى. ***

MuMo Gatway

بوابة MuMo هي بوابة LoRa نشطة يمكنها استقبال وإعادة توجيه إشارات LoRa من جهاز Node عبر الإنترنت. في هذا المشروع ، سيتم تجهيز البوابة أيضًا بنفس مستشعرات جهاز MuMo Node ومستشعر غبار الهواء ومصيدة الأخطاء التي يمكن مراقبتها عن بُعد باستخدام الكاميرا.

*** لا يلزم أن تكون البوابة مزودة بأجهزة استشعار أو كاميرا. يمكن أن يعمل أيضًا فقط لتوفير شبكة LoRa (بوابة غير قياس). ***

لوحة القيادة MuMo

يتم توفير لوحة معلومات MuMo لإنشاء تطبيق ويب نظرة عامة على الشبكة التي يتم إنشاؤها. إنه سهل الاستخدام مع وظائف مختلفة. يمكن تخصيص لوحة القيادة بالكامل وفقًا لرغبات وتطبيقات المستخدم.

صفحة جيثب:

github.com/MoMu-Antwerp/MuMo

صفحات قابلة للتوجيه مرتبطة:

MuMo_Node:

MuMo_Gateway:

أدوات المطلوبة:

• طابعة ثلاثية الأبعاد بفتيل
• لحام الحديد / جندى
• ذو طيات قطع صغيرة
• مسدس الغراء الساخن (أو أدوات التثبيت الأخرى)
• مفك صغير

الخطوة 1: # الأجهزة - طلب قطع الغيار

الأجزاء المطلوب طلبها:

راجع صفحة جيثب للحصول على نظرة عامة حديثة:

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

الخطوة 2: # الأجهزة - أجزاء مطبوعة ثلاثية الأبعاد

أجزاء للطباعة ثلاثية الأبعاد:

1. بوابة

   • GATEWAY_Main_Housing
   • GATEWAY_Backcover

2. تمدد الاستشعار

   • Sensor_Housing
   • الاستشعار_الغطاء الخلفي

3. تمدد الكاميرا

   • Camera_Housing
   • Camera_Backcover
4. تراب_التمديد

صفحة github لأحدث ملفات STL:

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

خيوط الطباعة:

PETG (المفضل والأكثر متانة)

جيش التحرير الشعبى الصينى

إعدادات الطباعة العامة:

• لا حاجة للدعم
• حشو ليس من الضروري
• 0.2 طبقة ارتفاع
• 3 محيطات خارجية (للقوة والمتانة)

الخطوة 3: # البرامج - إعداد بطاقة SD Raspberry Pi

القطع:

• فطيرة التوت
• بطاقة مايكرو التنمية المستدامة.

تعليمات:

1. تأكد من وميض بطاقة SD وأن نظام تشغيل التوت الصحيح (Raspberry Pi OS (32 بت) مع سطح المكتب) تم تثبيته على بطاقة micro SD. اتبع الرابط أدناه للعثور على التعليمات الصحيحة لفلاش وإعداد بطاقة micro SD الخاصة بك.
2. أدخل بطاقة micro SD في Raspberry Pi.

وصلة:

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

الخطوة 4: # الأجهزة - تحضير مستشعر غبار الهواء (اختياري)

القطع:

• مستشعر غبار الهواء المرئي
• 2 × المقاوم (3.3 KΩ)
• مجلس قبعة غروف
• 2 × الأكمام يتقلص

تعليمات:

1. قطع السلك الأحمر حتى الموصل.
2. قطع السلك الأصفر على مسافة 3 سم من الموصل.
3. قطع السلك الأسود على مسافة 2 سم من الموصل.
4. اخلع نهاية كل سلك.
5. ضع غلافًا صغيرًا يتقلص فوق الكابل الأصفر.
6. ضع غلافًا كبيرًا يتقلص على الكابل الأصفر والأسود.
7. قم بتلحيم المقاومين المتسلسلين بالكابل الأصفر للموصل بينهما.
8. قم بتوصيل الكبل الأصفر الآخر الموجود على جانب المستشعر بأحد المقاومات.
9. قم بتمرير الغلاف الصغير فوق وصلة اللحام بالسلك الأصفر مع بقاء أحد طرفي المقاوم مكشوفًا وتقلص الحرارة الغلاف الصغير.
10. قم بلحام الأسلاك السوداء مرة أخرى مع نهاية المقاومة المكشوفة بينهما.
11. حرك الكم الكبير فوق وصلة اللحام والكم الصغير والحرارة يتقلصون الكم الكبير.
12. قم بتوصيل الكبل الأحمر بدبابيس 5 فولت (الدبوس 2 و 4) على لوحة قبعة Grove (انظر صورة المنظر العلوي).

الخطوة 5: # الأجهزة - تركيب الفواصل (اختياري)

القطع:

• مجلس قبعة غروف
• جهاز استشعار غبار الهواء المرئي
• 4 × فواصل بين الإناث والذكور
• 4 × فواصل بين الإناث والأنثى
• 4 × الجوز

تعليمات:

1. قم بتركيب الفواصل بين الإناث والذكور من خلال فتحات التركيب في لوحة قبعة البستان
2. اربط الصواميل على الفواصل بين الإناث والذكور وشدها. (لتوفير مساحة إضافية لثني الكابلات)
3. اربطي الفواصل النسائية أعلى الصواميل وشد كل شيء.
4. ضع كابل 5V الأحمر لمستشعر غبار الهواء على طول الجزء الداخلي من المباعد (انظر الصورة الأخيرة).

الخطوة 6: # الأجهزة - توصيل كابل الكاميرا / مستشعر الغبار / I2C (اختياري)

القطع:

• كومة التجميع من الخطوة 6

• Raspberry PiModel 3 B +
• كابل الكاميرا
• كابلات توصيل 2 × غروف
• 1 × برغي طويل M2.5

تعليمات:

كابل الكاميرا:

1. ارفع مزلاج موصل الكبل على Raspberry Pi (انظر الصورة الأولى - المستطيل الأحمر). كن حذرا ، هشة!
2. أدخل كابل الكاميرا في موصل Raspberry Pi بحيث يكون الجانب الأزرق مواجهًا لمقابس USB.
3. عندما يكون الكابل في المكان المناسب. ادفع المزلاج إلى مكانه حتى يتم تأمين توصيل الكابل.
4. قم بتغذية كابل الكاميرا من خلال الفتحة المتوفرة في لوحة البستان. (انظر صورة المنظر العلوي للوحة البستان - مستطيل أحمر)
5. قم بمحاذاة اللوحة مع وصلات الدبوس الموجودة على الجانب.
6. ادفعها لأسفل لتكوين كومة.
7. لتأمين المكدس ، قم بتركيب البرغي في الفتحة المجاورة لتوصيل صوت raspberry pi. (انظر الصورة أعلى عرض)
8. المكدس الأول اكتمل!

مستشعر غبار الهواء:

قم بتوصيل موصل مستشعر غبار الهواء بالدبوس D16 من لوحة قبعة Grove. (انظر صورة المنظر العلوي للوحة البستان - مستطيل أرجواني)

موصلات I2C:

قم بتوصيل كابلي توصيل البستان بموصلات I2C بلوحة قبعة Grove. يفضل استخدام الموصلات القريبة من كابل الكاميرا. هذا يجعل من السهل استخدام منفذ HDMI بعد ذلك. (انظر صورة المنظر العلوي للوحة البستان - المستطيل الأزرق)

الخطوة 7: # الأجهزة - بناء المكدس في السكن

القطع:

• كومة التجميع من الخطوة 6
• طباعة ثلاثية الأبعاد Gateway_body
• 3 × طويل M2.5
• 1 × م 3

تعليمات:

1. تحقق مما إذا تم إدخال بطاقة micro SD في Raspberry Pi.
2. أدخل مستشعر غبار الهواء في غلاف الطباعة ثلاثية الأبعاد وقم بتثبيته باستخدام المسمار M3.
3. قبل أن نقوم بإدخال المكدس. قم بتوجيه كبل الكاميرا وكبلي توصيل بستان I2C عبر الفتحة السفلية في الهيكل.
4. أدخل مكدس Pi في الغلاف.
5. ادفع الكابلات لأسفل على الجانب حتى لا تعترض طريقك.
6. تأكد من عدم وجود أسلاك أمام Micro USB ووصلة HDMI.
7. قم بتأمين الكومة بثلاثة مسامير M2.5 من خلال الفتحات الكبيرة في المقدمة.

الخطوة 8: # الأجهزة - Dragino LoRa Shield

القطع:

• التجميع من الخطوة 7
• دراجينو لورا درع
• 4 × مسامير قصيرة M2.5

تعليمات:

1. قم مسبقًا بتثبيت الهوائي على درع Dragino LoRa. (لا تشدد بالكامل بعد!)
2. أدخل درع Dragino LoRa أعلى لوحة قبعة البستان. قم بمحاذاة الدبابيس وادفعها لأسفل تمامًا.
3. قم بتأمين اللوحة باستخدام المسامير الأربعة M2.5.

الخطوة 9: # الأجهزة - غلاف خلفي

القطع:

• التجميع من الخطوة 8
• Gateway_backcover
• 2x M3 مسامير

تعليمات:

1. حرك حشوات الغطاء الخلفي في السكن وادفعه لأسفل.
2. ثبت الغطاء الخلفي ببراغي M3.

الخطوة 10: # الأجهزة - إعداد LoRa Gatway

القطع:

• التجميع من الخطوة 9
• الأجهزة الطرفية: شاشة (HDMI) / لوحة مفاتيح / ماوس
• مصدر طاقة USB صغير

تعليمات:

1. قم بتوصيل جهاز Raspberry بشاشة باستخدام كابل HDMI.
2. قم بتوصيل الماوس ولوحة المفاتيح بموصل USB.
3. قم بتوصيل كابل الطاقة USB بجهاز Raspberry Pi أخيرًا. يجب أن يبدأ التشغيل الآن.

الخطوة 11: #Software - إعداد LoRa Gatway - First Start Up Raspberry Pi

تعليمات:

1. سترى شاشة الإعداد. اتبع تعليمات شاشة الإعداد.
2. اختر إعدادات المقاطعة / الشبكة / لوحة المفاتيح
3. في النهاية سيبحث عن التحديثات ويقوم بتثبيتها. يرجى التحلي بالصبر، وهذا يمكن أن يستغرق بضع دقائق.

الخطوة 12: # البرامج - إعداد LoRa Gatway - احصل على Ether Adress لـ TTN

تعليمات:

1. افتح محطة على Raspberry Pi.
2. اكتب> ifconfig wlan0:
3. يمكنك رؤية عنوان الأثير لـ Pi. (مثال: b5: 23: eb: fc: 55: d4)
4. اكتب هذا لأنك ستحتاج إليه عند إعداد البوابة في TTN.

***ملاحظة جانبية***

لمزيد من معلومات الإعداد التفصيلية حول Dragino PG1301 ، راجع دليل المستخدم (الصفحة 7):

Git link naar de pdf

الخطوة 13: #TTN - التسجيل / تسجيل الدخول

توفر شبكة الأشياء مجموعة من الأدوات المفتوحة وشبكة عالمية مفتوحة لبناء تطبيق إنترنت الأشياء التالي بتكلفة منخفضة ، ويتميز بأقصى قدر من الأمان وجاهز للتوسع.

* إذا كان لديك حساب بالفعل ، يمكنك تخطي هذه الخطوة

تعليمات:

1. قم بالتسجيل في The Things Network وقم بإنشاء حساب
2. اتبع التعليمات الموجودة على موقع TTN.
3. بعد التسجيل قم بتسجيل الدخول إلى حسابك
4. انتقل إلى وحدة التحكم الخاصة بك. ستجده في القائمة المنسدلة لملفك الشخصي (انظر الصورة)

الخطوة 14: #TTN - أنشئ بوابة على شبكة TTN

تعليمات:

1. في وحدة التحكم على TTN ، انقر فوق Gateway.
2. انقر فوق بوابة التسجيل في الزاوية اليمنى العليا إلى جهاز بوابة جديد. (انظر الصورة - المربع الأحمر)
3. حدد مربع "أنا أستخدم معيد توجيه الحزمة القديم". (انظر الصورة - المربع الأخضر)
4. املأ البوابة EUI باستخدام عنوان الأثير من Pi. قم بتحويل عنوانك مثل هذا المثال b5: 23: eb: fc: 55: d4 => B523EBFC55D4FFFF (انظر الصورة - المستطيل الأخضر) تتم إضافة "FFFF" لجعله 8 بايت فريد من نوعه EUI.
5. اختر خطة التردد الخاصة بك (على سبيل المثال: أوروبا - 868 ميجا هرتز لأوروبا)
6. اختر جهاز التوجيه الخاص بك (على سبيل المثال: ttn-router-eu for Europe)
7. أشر موقعك على الخريطة. (اختياري)
8. حدد المربع الصحيح ، داخليًا أو خارجيًا.
9. في الجزء السفلي من الصفحة ، انقر فوق الزر Register Gateway

الخطوة 15: # البرامج - إعداد LoRa Gatway - خيارات الواجهة

تعليمات:

1. في المحطة ، اكتب sudo raspi-config
2. حدد خيارات الواجهة
3. حدد وقم بتمكين SPI
4. حدد وقم بتمكين الكاميرا
5. حدد وتمكين I2C

الخطوة 16: #Software - إعداد LoRa Gatway - قم بتنزيل وتثبيت LoRaWAN Packet Forwarder Enable SPi

تعليمات:

1. في الجهاز الطرفي ، اكتب> wget
2. سيؤدي هذا إلى تنزيل معيد توجيه الحزمة من خادم Dragino إلى RPI.
3. في المحطة ، اكتب sudo dpkg -i lorapktfwd.deb

الخطوة 17: #Software - إعداد LoRa Gatway - معرف بوابة التكوين ونطاق التردد وعنوان الخادم

تعليمات:

1. بعد التثبيت ، انتقل إلى etc / lora-gateway / وافتح local_conf.json
2. بين الأقواس المتعرجة ، أضف هذا القسم أدناه:

"gateway_ID": "B523EBFC55D4FFFF" ،

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

"serv_port_up": 1700 ،

"serv_port_down": 1700

3. قم بتغيير gateway_ID إلى gateway_ID التي استخدمتها لإعداد البوابة في TTN. (مع "FFFF")

4. احفظ المستند.

الخطوة 18: # البرامج - إعداد LoRa Gatway - ابدأ شبكة LoRa

تعليمات:

1. في نوع المحطة>
2. sudo systemctl توقف lorapktfwd
3. sudo systemctl ابدأ lorapktfwd
4. sudo systemctl تمكين lorapktfwd
5. يؤدي هذا إلى إعادة تشغيل معيد توجيه الحزمة والتأكد من أن معيد التوجيه يبدأ بـ Raspberry Pi. الآن بوابة LoRa الخاصة بك نشطة.
6. من المفترض أن ترى تحديث الحالة إلى "متصل" في غضون بضع دقائق على TTN.

الخطوة 19: # البرامج - بوابة الإعداد - المستشعر / الكاميرا - التثبيت (اختياري)

تعليمات:

1. تحقق مما إذا كان لديك Python 3 على Raspberry Pi. في نوع المحطة => python3
2. إذا لم يكن لديك Python 3 ، فاتبع إرشادات التثبيت هذه:
3. اكتب => sudo apt update
4. اكتب => sudo apt install python3 idle3
5. الآن يجب أن يكون لديك بيثون 3. يرجى التحقق مرة أخرى مع الخطوة الأولى.

تنشيط الكاميرا / I2C / SPI: (ربما فعلت هذا بالفعل في إعداد LoRa)

1. في نوع المحطة => sudo raspi-config
2. انتقل إلى خيارات التواصل.
3. قم بتفعيل الكاميرا
4. تمكين I2C
5. تمكين SPI

قم بتثبيت المكتبات التالية: (اكتب هذه الأوامر في المحطة)

1. sudo apt-get update

sudo apt-get install libatlas-base-dev

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

جدول تثبيت pip3

5. pip3 تثبيت getmac
6. pip3 تثبيت adafruit- الدائرة بايثون- bme680
7. pip3 تثبيت adafruit- الدائرة بايثون tsl2561
8. pip3 تثبيت RPI. GPIO

الخطوة 20: # Software - Setup Gateway - Sensor / Camera - Script Run (اختياري)

تعليمات:

1. قم بتنزيل نص python "mumo.py" من github: Github link
2. ضع الرمز على سطح المكتب الخاص بك.
3. افتح Terminal واكتب> sudo nano / etc / xdg / lxsession / LXDE-pi / autostart
4. انسخ هذا السطر إلى أسفل الملف>lxterminal -e python3 /home/pi/Desktop/mumo.py
5. احفظ الملف ثم اغلقه.
6. الآن سيبدأ البرنامج النصي تلقائيًا عند إعادة التشغيل.
7. افتح الكود.
8. قم بالتغيير إلى نقطة نهاية عنوان URL الخاص بك. (مكان إرسال البيانات على خادمك الخلفي)

الخطوة 21: # الأجهزة - تمديد المستشعر (اختياري)

القطع:

• التجميع من الخطوة 9
• جهاز الاستشعار
• جهاز الاستشعار
• مستشعر الضوء الرقمي (مستشعر صغير)
• مستشعر BME680 (مستشعر طويل)
• 4 × مسامير M2x5
• 4x M3 مسامير

تعليمات:

1. أدخل كابلي توصيل بستان I2C من خلال فتحة غطاء المستشعر.
2. قم بتوصيل مستشعر BME680 ومستشعر الضوء الرقمي بكابل توصيل I2C grove.
3. أدخل مستشعر BME680 ومستشعر الضوء الرقمي في جزء المستشعر للجسم وقم بتثبيته بأربعة براغي M2x5. سيتعين عليك ثني الكابل ليناسب المستشعرات في مكانها ، لذا كن حذرًا!
4. حرك غطاء المستشعر أعلى جسم المستشعر لإغلاقه.
5. ثبت الغطاء على الجسم ببراغي M3.
6. قم بتوصيل المجموعة الإضافية للمستشعر بالجزء الأمامي من البوابة باستخدام اثنين من البراغي M3. (انظر الصورة - الدائرة الحمراء)
7. ربما تكون كبلات البستان طويلة جدًا. ادفعهم داخل مبيت المستشعر.

الخطوة 22: # الأجهزة - تمديد الكاميرا (اختياري)

القطع:

• التجميع من الخطوة 10
• وحدة الكاميرا (مع مسامير M2.5)
• Camera_body
• Camera_cap
• 4x M3 مسامير

تعليمات:

1. ضع الكاميرا ومرفق ضوء واحد في غطاء غطاء الكاميرا وقم بتثبيته باستخدام أربعة براغي M2.5 من وحدة الكاميرا.
2. لإدخال كابل الكاميرا ، يجب أن نرفع الحامل البلاستيكي الأسود من التوصيل.
3. أدخل كابل الكاميرا بحيث يكون السطح الأزرق مواجهًا للكاميرا. (انظر الصور)
4. حرك camera_body أعلى التجميع
5. ثبت غطاء camera_cap مع اثنين من البراغي M3 في camera_body.
6. قم بتركيب الكاميرا وأضف التجميع إلى الجزء السفلي من غلاف البوابة مع اثنين من البراغي M3 (انظر الصورة - الدائرة الحمراء)
7. ادفع الكابل البارز في الغلاف.

الخطوة 23: # الأجهزة - ملحق Bug Trap (اختياري)

القطع:

• التجميع من الخطوة 11
• Trap_Frame
• ورق مصيدة الحشرات - ورق لاصق
• 2x M3 مسامير

تعليمات:

1. ضع جزء Trap_Frame فوق غلاف الكاميرا. يحتوي المصيدة على بعض المساحة لكابل طاقة USB الخاص بالبوابة ، لذلك تحقق من الصور لمعرفة الاتجاه الصحيح.
2. ثبت ببراغي M3 على الجانب الأيسر والأيمن من مبيت الكاميرا.
3. أدخل ورق الخطأ (60 × 75) ملم في فتحة المصيدة. هناك فتحتان في الاتجاه الأمامي والخلفي. يعتمد ذلك على كيفية وضع البوابة.
4. يمكن حياكة كبل الطاقة USB بين الهيكل المفتوح لجزء المصيدة.

الخطوة 24: # الأجهزة - تركيب البوابة

البوابة مزودة بالعديد من الخيارات لتركيب البوابة.

لدينا فتحتان لولبيتان يمكن تعليق البوابة عليهما.

لدينا أيضًا بساتين ربط الكابلات ، بحيث يمكنك بسهولة توصيل البوابة بأي شيء.

الخطوة 25: # الأجهزة - اتجاهات مختلفة

البوابة معيارية بحيث يمكن تركيب المستشعرات والكاميرا في اتجاهات مختلفة. يمكنك أيضًا إنشاء المكونات الخاصة بك وإضافتها إلى الإعداد.