برنامج LoRa GPS Tracker التعليمي - LoRaWAN With Dragino و TTN: 7 خطوات

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

مرحبًا ، ما الأمر يا رفاق! Akarsh هنا من CETech.

بعد عدة مشاريع ، ألقينا نظرة على LoRaWAN Gateway من Dragino. لقد قمنا بتوصيل العقد المختلفة بالبوابة ونقلنا البيانات من العقد إلى البوابة باستخدام TheThingsNetwork كخادم. لقد مررنا بعملية التكوين الكاملة للبوابة. في هذا المشروع ، سنأخذ هذه اللعبة خطوة أخرى إلى الأمام من خلال توصيل متعقب GPS بالبوابة. في الواقع ، سنقوم بتوصيل جهازي تعقب GPS بالبوابة واحدًا تلو الآخر.

أولاً ، سنقوم بتوصيل عقدة GPS قائمة على Arduino بالبوابة بعد برمجة ذلك من أجل مشاركة بيانات GPS ، وبعد ذلك سنقوم بتوصيل عقدة تعقب GPS جاهزة LGT92 من Dragino وجمع بيانات GPS من ذلك أيضًا.

انتظر ، هل أخبرتك عن البوابة الجديدة من Dragino التي سنستخدمها اليوم. نعم ، لدينا اليوم بوابة جديدة من دراجينو معنا بوابة LPS8 ذات 8 قنوات والتي سنستخدمها.

سيكون ممتع. لذلك دعونا نبدأ.

اللوازم:

شراء LPS8 في الهند:

شراء LGT92 في الهند:

الخطوة 1: احصل على ثنائي الفينيل متعدد الكلور لمشاريعك المصنعة

تقدم PCBGOGO ، التي تم إنشاؤها في عام 2015 ، خدمات تجميع ثنائي الفينيل متعدد الكلور بنظام تسليم المفتاح ، بما في ذلك تصنيع ثنائي الفينيل متعدد الكلور ، وتجميع ثنائي الفينيل متعدد الكلور ، ومصادر المكونات ، والاختبار الوظيفي ، وبرمجة IC.

قواعد التصنيع الخاصة بها مجهزة بأحدث معدات الإنتاج. على الرغم من أن عمرها خمس سنوات فقط ، إلا أن مصانعهم تتمتع بخبرة في صناعة ثنائي الفينيل متعدد الكلور لأكثر من 10 سنوات في الأسواق الصينية. وهي شركة متخصصة رائدة في تجميع ثنائي الفينيل متعدد الكلور بالتكنولوجيا المركبة على السطح ، ومن خلال الفتحات ، وخدمات التصنيع الإلكتروني بالإضافة إلى تجميع ثنائي الفينيل متعدد الكلور بنظام تسليم المفتاح.

يوفر PCBGOGO خدمة الطلب من النموذج الأولي إلى الإنتاج الضخم ، انضم إليهم الآن في الاحتفال بعيد الميلاد ورأس السنة الجديدة بأناقة! إنهم يقدمون خصومات كبيرة على القسيمة بالإضافة إلى هدايا مفاجئة مع طلباتك والعديد من الهدايا التي يتم تقديمها !!!!

الخطوة 2: حول LPS8 Dragino Gateway

LPS8 عبارة عن بوابة LoRaWAN داخلية مفتوحة المصدر. على عكس بوابة قناة واحدة LG01-P. LPS8 عبارة عن بوابة ذات 8 قنوات مما يعني أنه يمكننا توصيل المزيد من العقد بها ويمكننا بسهولة التعامل مع حركة مرور LoRa الأكبر نسبيًا. يتم تشغيل LPS8 Gateway بواسطة مكثف SX1308 LoRa واثنين من أجهزة الإرسال والاستقبال 1257 LoRa. يحتوي على منفذ مضيف USB ومدخل طاقة USB من النوع C. بصرف النظر عن ذلك ، فإنه يحتوي أيضًا على منفذ إيثرنت يمكن استخدامه لأغراض الاتصال. لكننا لن نستخدم ذلك اليوم لأننا سنقوم بتوصيله باستخدام Wi-Fi. في الجزء الأمامي من البوابة ، لدينا 4 مؤشرات LED للحالة لإمداد الطاقة ونقطة وصول Wifi ومنفذ Ethernet والاتصال بالإنترنت.

تتيح لنا هذه البوابة ربط شبكة LoRa اللاسلكية بشبكة IP عبر Wi-Fi أو Ethernet. يستخدم LPS8 معيد توجيه حزم Semtech وهو متوافق تمامًا مع بروتوكول LoRaWAN. يوفر مُكثّف LoRa في هذه البوابة 10 مسارات إزالة تشكيل متوازية قابلة للبرمجة. يأتي مع نطاقات تردد LoRaWAN القياسية المعدة مسبقًا لاستخدامها في بلدان مختلفة. بعض ميزات بوابة LPS8 LoRaWAN هي:

1. إنه نظام OpenWrt مفتوح المصدر.
2. يحاكي 49x LoRa demodulators.
3. يحتوي على 10 مسارات قابلة للبرمجة لاستخراج التشكيل المتوازي.

للحصول على قراءة مفصلة حول بوابة LPS8. يمكنك الرجوع إلى ورقة البيانات الخاصة به من هنا ودليل المستخدم من هنا.

الخطوة 3: حول LGT92 LoRaWAN GPS Tracker

جهاز Dragino LoRaWAN GPS Tracker LGT-92 هو جهاز تعقب GPS مفتوح المصدر يعتمد على وحدة MCU ذات الطاقة المنخفضة للغاية STM32L072 MCU و SX1276 / 1278 LoRa Module.

يشتمل LGT-92 على وحدة GPS منخفضة الطاقة L76-L ومقياس تسارع من 9 محاور لاكتشاف الحركة والارتفاع. يمكن التحكم في الطاقة لكل من وحدة GPS ومقياس التسارع بواسطة MCU لتحقيق أفضل ملف تعريف للطاقة للتطبيقات المختلفة. تتيح تقنية LoRa اللاسلكية المستخدمة في LGT-92 للمستخدم إرسال البيانات والوصول إلى نطاقات طويلة للغاية بمعدلات بيانات منخفضة. إنه يوفر اتصالات طيف ممتدة طويلة المدى ومناعة عالية للتداخل مع تقليل الاستهلاك الحالي إلى الحد الأدنى. يستهدف خدمات التتبع الاحترافية. يحتوي أيضًا على زر SOS للطوارئ عليه والذي عند الضغط عليه يرسل رسالة تم تكوينه من أجله. إنها عقدة صغيرة وخفيفة الوزن تأتي في نوعين مختلفين هما:

• LGT-92-Li: يتم تشغيله بواسطة بطارية Li-ion قابلة لإعادة الشحن بقوة 1000 مللي أمبير ودائرة شحن تُستخدم للتتبع في الوقت الفعلي مع وصلة صاعدة قصيرة للتتبع.
• LGT-92-AA: قم بتعطيل دائرة الشحن للحصول على أقل استهلاك للطاقة والطاقة مباشرة بواسطة بطاريات AA. تم تصميم هذا لتتبع الأصول حيث تحتاج فقط إلى الإرسال عدة مرات كل يوم.

هنا سنستخدم متغير LGT-92-Li. بعض ميزات جهاز تعقب GPS هذا مذكورة أدناه:

• متوافق مع LoRaWAN 1.0.3
• تتبع نظام تحديد المواقع العالمي (GPS) بشكل منتظم / في الوقت الحقيقي
• المدمج في 9 محاور التسارع
• القدرة على استشعار الحركة
• مراقبة الطاقة
• مشبك شحن بمنفذ USB (لـ LGT-92-LI)
• طاقة بطارية ليثيوم أيون 1000 مللي أمبير (لـ LGT-92-LI)
• ثلاثي الألوان LED ،
• زر التنبيه
• النطاقات: CN470 / EU433 / KR920 / US915 / EU868 / AS923 / AU915AT أوامر لتغيير المعلمات

لمزيد من التفاصيل حول LGT92 ، يمكنك الرجوع إلى ورقة البيانات الخاصة بهذا المنتج من هنا ودليل المستخدم الخاص بالمنتج من هنا.

الخطوة 4: إعداد العقدة: عقدة تعقب GPS القائمة على Arduino

في هذه الخطوة ، سنقوم بإعداد النوع الأول من عقدة تعقب GPS التي سنقوم بتوصيلها ببوابة Dragino الخاصة بنا ، أي عقدة GPS المستندة إلى Arduino. تحتوي هذه العقدة على شريحة GPS مدمجة. على الرغم من أنه يمكننا أيضًا توصيل هوائي GPS إضافي بهذا ، إلا أنني لا زلت أستخدم الهوائي الموجود على متن الطائرة. عقدة GPS Tracker هي في الأساس درع GPS متصل بـ Arduino. وحدة LoRa المتصلة بها بتنسيق Zigbee وهي وحدة SX1276 LoRa. قبل توصيله ببوابة Dragino ، نحتاج إلى إعداد وتكوين البوابة باستخدام TheThingsNetwork. تشبه عملية ذلك تلك التي استخدمناها لتكوين بوابة LG01-P. يمكنك التحقق من هذا الفيديو لمعرفة عملية التكوين من هنا ويمكنك أيضًا الرجوع إلى Instructables لهذا المشروع من هنا. بعد القيام بإعداد البوابة. الآن نحن بحاجة إلى إجراء الاتصالات حتى تعمل العقدة. نظرًا لأن جزء GPS متصل كدرع ، فلا داعي لأي أسلاك وكل شيء. نحتاج فقط إلى توصيل كبلي توصيل وهما دبابيس GPS-Rx و GPS-Tx التي تحتاج إلى توصيلها بالدبابيس الرقمية 3 و 4 على التوالي. عند شراء العقدة ، فإنها تحتوي على وصلات ذات لون أصفر على المسامير التي نحتاج إلى توصيلها. قم بإزالة وصلات العبور هذه أولاً ثم يمكنك عمل التوصيلات. بعد إجراء هذه الاتصالات البسيطة ، حان الوقت الآن لتحميل الكود إلى هذه العقدة وهو ما سنفعله في الخطوة التالية.

يمكنك الحصول على وصف مفصل لنظام GPS Shield من هنا.

الخطوة 5: برمجة عقدة GPS القائمة على Arduino

في هذه الخطوة ، سنقوم بتحميل البرنامج في العقدة القائمة على Arduino. لذلك ، تحتاج إلى الرجوع إلى مستودع GitHub لهذا المشروع من هنا واتباع الخطوات الواردة أدناه:

1. توجه إلى مستودع جيثب. هناك سترى ملفًا باسم "Arduino LoRaWAN GPS Tracker.ino". افتح هذا الملف. إنه الكود الذي يجب تحميله على Arduino ، لذا انسخ هذا الرمز والصقه في Arduino IDE.

2. توجه إلى TheThingsNetwork Console. هناك تحتاج إلى إنشاء تطبيق وإعطائه أي معرّف تطبيق عشوائي ، وبعض الوصف إذا كنت ترغب في ذلك ، وبعد ذلك انقر فوق الزر "إضافة تطبيق". بمجرد إضافة التطبيق ، توجه إلى علامة تبويب الأجهزة.

3. هناك تحتاج لتسجيل جهاز واحد. قم بإعطاء معرف جهاز فريد للجهاز. قم بإنشاء جهاز عشوائي EUI وتطبيق EUI واضغط على زر التسجيل.

4. بمجرد الانتهاء من ذلك ، تحتاج إلى التوجه إلى الإعدادات وتبديل طريقة التنشيط من OTAA إلى ABP وبعد ذلك انقر فوق الزر حفظ.

5. من صفحة نظرة عامة على الجهاز ، انسخ عنوان الجهاز والصقه في الكود المنشور في Arduino IDE في مكانه. بعد ذلك ، انسخ مفتاح جلسة الشبكة ومفتاح جلسة التطبيق بالتنسيق المشفر والصقهما في الكود أيضًا.

6. بمجرد الانتهاء من ذلك ، قم بتوصيل Arduino بجهاز الكمبيوتر الخاص بك. حدد منفذ COM الصحيح واضغط على زر التحميل. بمجرد تحميل الكود. افتح Serial Monitor بمعدل باود 9600 وسترى بعض البيانات على الشاشة التسلسلية ، فهي ترمز إلى أن نقل البيانات مستمر.

7. بعد ذلك ارجع إلى وحدة تحكم TheThingsNetwork وافتح التطبيق الذي أنشأناه. هناك انقر على زر Payload Formats. ارجع إلى مستودع Github حيث سترى ملفًا باسم "Arduino GPS Tracker Payload". افتح هذا الملف وانسخ الكود الصغير المكتوب هناك والصقه تحت تنسيقات الحمولة. بعد ذلك احفظ وظائف الحمولة. تُستخدم وظيفة الحمولة هذه لفك تشفير البيانات المرسلة بواسطة عقدة GPS.

في هذا ، انتهينا من جزء البرمجة الخاص بالعقدة أيضًا. إذا توجهت إلى علامة التبويب البيانات ، فسترى بعض البيانات العشوائية هناك قبل تطبيق وظيفة الحمولة. ولكن بمجرد تطبيق وظيفة الحمولة. ثم سترى بعض البيانات ذات المعنى مثل Latitude و Longitude ورسالة تقول TTN Payload وظيفة. هذا يدل على أن العقدة متصلة بنجاح وأن نقل البيانات مستمر أيضًا. نظرًا لأن هذه العقدة ليست مغلقة مع أقمار GPS الصناعية ، فهذا هو السبب في أنها تستغرق وقتًا في نقل البيانات ولكنها تفعل ذلك أيضًا إذا أبقيناها تحت السماء المفتوحة وأضفنا هوائيًا إضافيًا ، فيمكننا تحسين أداء هذا بشكل كبير.

الخطوة 6: إعداد عقدة جهاز تعقب GPS LGT-92

حتى الآن ، قمنا بإعداد وتكوين عقدة Arduino GPS وأرسلنا البيانات عبرها إلى البوابة أيضًا. ولكن كما ترى ، فإن عقدة Arduino ضخمة بعض الشيء وليست رائعة المظهر. ولكن لا داعي للقلق لأن لدينا عقدة LGT-92 GPS Tracker من Dragino. إنها عقدة تعقب GPS ذات مظهر جميل وخفيفة الوزن ولها هيكل مشابه لبنية عقدة Arduino من الداخل ولكن في الخارج ، بها لوحة بها زر SOS أحمر كبير يرسل بيانات الطوارئ إلى البوابة عند الضغط عليه ومن البوابة ، يمكننا قراءة ذلك. يحتوي على مصباح LED متعدد الألوان أيضًا يضيء لترمز إلى أشياء مختلفة. يوجد زر تشغيل / إيقاف تشغيل على الجانب الأيمن. يأتي مع بعض الملحقات مثل حزام لربطه في مكان ما وأيضًا كبل USB يمكن استخدامه لتوصيله بمحول USB إلى Serial ومن هناك يمكنك توصيل ذلك بجهاز الكمبيوتر الخاص بك. في حالتنا ، لا نحتاج إلى إجراء أي تشفير لأن LGT-92 يأتي مُهيئًا مسبقًا. يحتوي المربع الذي يأتي فيه على بعض البيانات مثل Device EUI وأشياء أخرى ، لذلك نحتاج إلى الاحتفاظ بالصندوق بأمان معنا.

نأتي الآن إلى جزء التكوين. نحتاج إلى إنشاء تطبيق كما فعلنا في حالة عقدة Arduino GPS. لكن عليك القيام ببعض التغييرات الموضحة أدناه:

1. عندما ندخل إلى علامة التبويب EUI ضمن الإعدادات ، نرى أن هناك EUI افتراضيًا بالفعل. نحتاج إلى إزالة EUI وإدخال App EUI الموجود في مربع LGT-92.

2. نحتاج الآن إلى إنشاء جهاز وداخل إعدادات الجهاز ، نحتاج إلى إدخال Device EUI ومفتاح التطبيق الذي سنحصل عليه في المربع. عند إدخال هذين الجهازين ، يتم تسجيل جهازنا ويكون جاهزًا للاستخدام.

بهذه الطريقة ، يتم التكوين وجهازنا جاهز للاستخدام كعقدة.

الخطوة 7: اختبار عمل LGT-92

حتى الخطوة السابقة ، انتهينا من الإعداد ، وجزء التكوين ، وتسجيل الجهاز لعقدة LGT-92 GPS Tracker الخاصة بنا. الآن عندما نقوم بتشغيل LGT-92 ، سنرى ضوءًا أخضر أثناء تشغيله. عندما يتم تشغيل الجهاز ، سينطفئ الضوء وسيومض بعد فترة زمنية معينة. سيكون الضوء الوامض باللون الأزرق مما يدل على أن البيانات يتم إرسالها في ذلك الوقت. الآن عندما ننتقل إلى علامة التبويب البيانات ، سنرى أن هناك بعض البيانات العشوائية. لذلك نحن بحاجة إلى تغيير تنسيق الحمولة كما فعلنا مع عقدة Arduino. توجه إلى مستودع Github حيث سترى ملفًا باسم "LGT-92 GPS Tracker Payload". افتح الملف وانسخ الكود المكتوب هناك. عد الآن إلى TheThingsNetwork Console ، هناك تحتاج إلى الانتقال إلى علامة التبويب تنسيق الحمولة الصافية ولصق الرمز هناك. احفظ التغييرات وأنت انتهيت. الآن عندما تعود إلى علامة التبويب البيانات ، سترى أن البيانات الآن بصيغة مفهومة. هناك سترى بيانات مثل جهد البطارية وخط العرض وخط الطول وما إلى ذلك ، كما سترى بعض البيانات تقول حالة التنبيه: خطأ مما يدل على عدم الضغط على زر SOS.

بهذه الطريقة ، ألقينا نظرة على LPS-8 Dragino Gateway و LGT-92 GPS Tracker وقمنا بتكوينهما لإرسال واستقبال بيانات الموقع. يمكن أن تكون هذه الأجهزة مفيدة جدًا في إنشاء مشاريع قائمة على LoRa. سأحاول عمل بعض المشاريع معهم في المستقبل أيضًا. آمل أن تكون قد أحببت هذا البرنامج التعليمي. نتطلع لرؤيتك في المرة القادمة.