Botletics LTE CAT-M / NB-IoT + GPS Shield لـ Arduino: 10 خطوات (بالصور)

2024 مؤلف: John Day | [email protected]. آخر تعديل: 2024-01-30 07:40

ملخص

يستخدم درع Botletics SIM7000 LTE CAT-M / NB-IoT تقنية LTE CAT-M و NB-IoT الجديدة كما أنه يشتمل أيضًا على GNSS (معايير GPS و GLONASS و BeiDou / Compass و Galileo و QZSS) لتتبع الموقع. هناك العديد من وحدات SIM7000-series التي تلبي احتياجات مناطق مختلفة حول العالم ، ولحسن الحظ ، جعلت SIMCOM من السهل التعرف عليها: SIM7000A (الأمريكية) ، SIM7000E (الأوروبية) ، SIM7000C (الصينية) ، و SIM7000G (العالمية). يتم دعم NB-IoT حاليًا في العديد من البلدان حول العالم ولكن للأسف ليس في الولايات المتحدة ، على الرغم من أنه من المقرر أن يكون متاحًا تجاريًا في المستقبل القريب (2019) وبغض النظر عن ذلك ، لا يزال بإمكاننا استخدام وظائف LTE CAT-M!

لاستخدام الدرع ، ما عليك سوى توصيل الدرع بأردوينو ، وإدخال بطاقة SIM متوافقة ، وإرفاق هوائي LTE / GPS ، وأنت على ما يرام!

مقدمة

مع ظهور أجهزة إنترنت الأشياء منخفضة الطاقة مع الاتصال الخلوي والتخلص التدريجي من 2G (مع دعم T-mobile فقط 2G / GSM حتى عام 2020) ، كل شيء يتحرك نحو LTE وقد ترك هذا العديد من الناس يتدافعون لإيجاد حلول أفضل. ومع ذلك ، فقد ترك هذا أيضًا العديد من الهواة يواجهون الإحباط مع تقنية 2G القديمة مثل وحدات سلسلة SIM800 من SIMCOM. على الرغم من أن وحدات 2G و 3G هي نقطة انطلاق رائعة ، فقد حان الوقت للمضي قدمًا وقد أعلنت SIMCOM مؤخرًا عن وحدة SIM7000A LTE CAT-M الجديدة في مؤتمر للمطورين. كم هو مثير!:)

الجزء المذهل من كل هذا هو أن SIMCOM جعلت من السهل للغاية الانتقال من وحدات 2G و 3G إلى هذه الوحدة الجديدة! تستخدم سلسلة SIM7000 العديد من أوامر AT نفسها التي تقلل من تطوير البرامج بالأميال! أيضًا ، لدى Adafruit بالفعل مكتبة FONA رائعة على Github يمكن استخدامها لإدخال بطاقة SIM7000 الجديدة هذه في الحفلة!

ما هو LTE CAT-M؟

يعتبر LTE CAT-M1 الجيل الثاني من تقنية LTE وهو منخفض الطاقة وأكثر ملاءمة لأجهزة إنترنت الأشياء. تقنية NarrowBand IoT (NB-IoT) أو تقنية "CAT-M2" هي تقنية شبكة واسعة النطاق منخفضة الطاقة (LPWAN) مصممة خصيصًا لأجهزة إنترنت الأشياء منخفضة الطاقة. إنها تقنية جديدة نسبيًا ، لسوء الحظ ، لم تتوفر بعد في الولايات المتحدة ، على الرغم من أن الشركات تعمل على اختبار وبناء البنية التحتية. بالنسبة لأجهزة إنترنت الأشياء التي تستخدم تقنية الراديو (RF) ، هناك العديد من الأشياء التي يجب وضعها في الاعتبار: استهلاك الطاقة ، النطاق الترددي ، حجم الحزمة (إرسال الكثير من البيانات ، التكلفة ، كل من هذه لها مقايضات (ولن أشرحها جميعًا حقًا) ؛ على سبيل المثال ، النطاق الترددي الكبير يسمح للأجهزة إرسال الكثير من البيانات (مثل هاتفك ، الذي يمكنه بث YouTube!) ولكن هذا يعني أيضًا أنه متعطش جدًا للطاقة. زيادة النطاق ("منطقة" الشبكة) يزيد أيضًا من استهلاك الطاقة. في حالة NB-IoT ، يعني خفض عرض النطاق الترددي أنك لن تكون قادرًا على إرسال الكثير من البيانات ، ولكن بالنسبة لأجهزة إنترنت الأشياء التي تطلق كميات كبيرة من البيانات إلى السحابة ، فهذا مثالي! ومن ثم ، فإن تقنية النطاق "الضيق" ، مثالية للأجهزة منخفضة الطاقة بكميات قليلة من البيانات ولكن لا تزال بعيدة المدى (منطقة واسعة)!

درع Botletics SIM7000 لـ Arduino

يستخدم الدرع الذي صممته سلسلة SIM7000 لتمكين المستخدمين من الحصول على تقنية LTE CAT-M منخفضة الطاقة للغاية ونظام تحديد المواقع العالمي (GPS) عند طرف أصابعهم! يحتوي الدرع أيضًا على مستشعر درجة حرارة MCP9808 I2C ، وهو رائع لقياس شيء ما على الأقل وإرساله عبر اتصال خلوي.

• الدرع مفتوح المصدر! ياي!
• يمكن العثور على جميع الوثائق (ملفات EAGLE PCB ، وكود Arduino ، وويكي مفصل) هنا على Github.
• لمعرفة إصدار SIM7000 الأنسب لك ، يرجى الاطلاع على صفحة الويكي هذه.
• يمكن شراء مجموعة الدرع Botletics SIM7000 هنا على Amazon.com

الخطوة 1: اجمع الأجزاء

فيما يلي قائمة بجميع الأجزاء التي ستحتاجها:

• لوحة متوافقة مع Arduino أو Arduino - Arduino Uno هو الخيار الأكثر شيوعًا لهذا! إذا كنت ترغب في استخدام درع LTE باعتباره "درعًا" حقًا ، فيجب عليك استخدام لوحة Arduino مع عامل الشكل Arduino. بتوضيح ما هو واضح ، ستحتاج أيضًا إلى كابل برمجة لتحميل رسومات Arduino على اللوحة! إذا كنت لا تستخدم لوحة عامل شكل Arduino ، فلا بأس بذلك أيضًا! توجد معلومات حول الاتصالات التي يجب إجراؤها في صفحة wiki هذه ، وقد تم اختبار وحدات التحكم الدقيقة المختلفة ، بما في ذلك ESP8266 و ESP32 و ATmega32u4 و ATmega2560 و ATSAMD21.
• مجموعة أدوات الحماية من Botletics SIM7000 - يأتي الدرع مع هوائي مزدوج LTE / GPS uFL ورؤوس نسائية مكدسة! تأتي اللوحة بثلاثة إصدارات مختلفة (SIM7000A / C / E / G) واعتمادًا على البلد الذي تعيش فيه ، ستحتاج إلى تحديد الإصدار الصحيح. لقد قمت بإنشاء هذه الصفحة على موقع Github wiki الذي يوضح لك كيفية معرفة الإصدار الأفضل لك!
• بطاقة SIM LTE CAT-M أو NB-IoT - على الرغم من أن المجموعة لم تعد تتضمن بطاقة SIM مجانية ، يمكنك الحصول على بطاقة Hologram SIM التي تمنحك 1 ميجابايت شهريًا مجانًا وتعمل عمليًا في أي مكان في العالم لأن Hologram قد دخل في شراكة مع أكثر من 500 شركة نقل! لديهم أيضًا خطط الدفع أولاً بأول وخطط شهرية ولديهم منتدى مجتمعي رائع للدعم الفني لتنشيط بطاقة SIM وواجهات برمجة تطبيقات الهولوغرام والمزيد! إنه يعمل بشكل رائع مع هذا الدرع على مستوى الدولة في الولايات المتحدة الأمريكية لشبكات AT&T و Verizon LTE CAT-M1 ولكن لاحظ أنه في البلدان الأخرى قد تضطر إلى الحصول على بطاقة SIM الخاصة بك من مزود محلي لأن Hologram تتعاون مع شركات النقل و CAT-M و NB-IoT جديد نسبيًا.
• 3.7V LiPo Battery (1000mAH +): أثناء البحث عن الشبكات أو نقل البيانات ، يمكن للدرع سحب كميات كبيرة من التيار ولا يمكنك الاعتماد على الطاقة المباشرة من سكة Arduino 5V. قم بتوصيل بطارية LiPo 3.7 فولت في موصل JST على اللوحة وتأكد من توصيل البطارية بالسلك الموجب على اليسار (مثل تلك الموجودة في Sparkfun أو Adafruit). أيضًا ، من المهم التأكد من أن البطارية يجب أن تتمتع بسعة 500 مللي أمبير على الأقل (الحد الأدنى) لتتمكن من توفير تيار كافٍ ومنع الوحدة من إعادة التشغيل أثناء الارتفاعات الحالية. يوصى باستخدام 1000 مللي أمبير أو أكبر لتحقيق الاستقرار. سبب هذه السعة الدنيا هو أن دائرة شحن بطارية LiPo مضبوطة على 500 مللي أمبير ، لذا يجب عليك التأكد من أن سعة البطارية لا تقل عن 500 مللي أمبير لمنع تلف البطارية.

الخطوة 2: قم بتجميع الدرع

من أجل استخدام الدرع ، ستحتاج إلى لحام الرؤوس عليه إلا إذا كنت لا تخطط لاستخدام هذه اللوحة كـ "درع" وأكثر من كونها وحدة مستقلة بدلاً من ذلك ، وهو أمر جيد أيضًا! مثال على القيام بذلك هو استخدام Arduino Micro كوحدة تحكم وتوصيل الأسلاك بالدرع بشكل منفصل.

الخيار الأكثر شيوعًا لاستخدام اللوحة كدرع Arduino هو تكديس رؤوس الإناث ، والتي يتم تضمينها مع الدرع. بعد لحام الرؤوس ، امض قدمًا وضع الدرع أعلى لوحة Arduino (إلا إذا كنت تستخدمه كلوحة قائمة بذاتها) وستكون جاهزًا للخطوة التالية!

ملاحظة: للحصول على نصائح حول كيفية لحام الدبابيس ، يمكنك زيارة هذه الصفحة من Github wiki.

الخطوة 3: درع Pinouts

يستخدم الدرع ببساطة دبوس Arduino ولكنه يربط دبابيس معينة لأغراض محددة. يمكن تلخيص هذه المسامير أدناه:

دبابيس الطاقة

• GND - أرضية مشتركة لجميع المنطق والقوة
• 3.3 فولت - 3.3 فولت من منظم Arduino. استخدم هذا تمامًا كما تفعل في Arduino!
• 5V / LOGIC - يشحن سكة 5V من Arduino بطارية LiPo التي تشغل SIM7000 وتضبط أيضًا الجهد المنطقي لـ I2C وتغيير المستوى. إذا كنت تستخدم متحكمًا دقيقًا 3.3 فولت ، فقم بتوصيل 3.3 فولت بمسمار الدرع "5 فولت" (يرجى الاطلاع على القسم أدناه).
• VBAT - يمنح هذا الوصول إلى جهد بطارية LiPo ولا يتم توصيله عادةً بأي شيء على Arduino لذا يمكنك استخدامه بحرية كما يحلو لك! إنه أيضًا نفس جهد الدخل لوحدة SIM7000. إذا كنت تفكر في قياس ومراقبة هذا الجهد ، فتحقق من الأمر "b" في البرنامج التعليمي التوضيحي الذي يقيس الجهد ويعرض النسبة المئوية للبطارية! تذكر أن بطارية LiPo مطلوبة!
• VIN - هذا الدبوس متصل ببساطة بدبوس VIN على Arduino. يمكنك تشغيل Arduino كما تفعل عادةً مع 7-12 فولت على هذا الدبوس.

دبابيس أخرى

• D6 - متصل بدبوس PWRKEY الخاص بشريحة SIM7000
• D7 - إعادة تعيين دبوس SIM7000 (استخدم هذا فقط في حالة إعادة الضبط في حالات الطوارئ!)
• D8 - دبوس UART Data Terminal Ready (DTR). يمكن استخدام هذا لتنبيه الوحدة من وضع السكون عند استخدام الأمر "AT + CSCLK"
• D9 - دبوس مؤشر الحلقة (RI)
• D10 - دبوس UART Transmit (TX) في SIM7000 (وهذا يعني أنه يجب عليك توصيل TX Arduino بهذا!)
• D11 - UART Receive (RX) pin الخاص ببطاقة SIM7000 (قم بالاتصال بدبوس TX الخاص بـ Arduino)
• D12 - Good 'ole D12 على Arduino ، لكن يمكنك توصيله بدبوس المقاطعة ALERT لمستشعر درجة الحرارة عن طريق لحام وصلة عبور
• SDA / SCL - مستشعر درجة الحرارة متصل بالدرع عبر I2C

إذا كنت تستخدم اللوحة كوحدة قائمة بذاتها وليست "كدرع" ، أو إذا كنت تستخدم منطق 3.3 فولت بدلاً من 5 فولت ، فستحتاج إلى إجراء الاتصالات اللازمة كما هو مفصل في قسم "الأسلاك الخارجية للوحة المضيفة" في صفحة Github wiki هذه.

ومع ذلك ، إذا كان كل ما تحتاجه هو اختبار أوامر AT ، فأنت تحتاج فقط إلى توصيل بطارية LiPo وكابل micro USB ، ثم اتبع هذه الإجراءات لاختبار أوامر AT عبر USB. لاحظ أنه يمكنك أيضًا اختبار أوامر AT عبر Arduino IDE ، ولكن هذا يتطلب توصيل دبابيس D10 / D11 لـ UART.

للحصول على معلومات مفصلة حول دبابيس الدرع وما يفعله كل دبوس ، قم بزيارة صفحة Github wiki هذه.

الخطوة 4: تشغيل الدرع

لتشغيل الدرع ، ما عليك سوى توصيل Arduino وتوصيل بطارية LiPo 3.7 فولت (1000 مللي أمبير أو سعة أكبر) مثل تلك التي تباع في Adafruit أو Sparkfun. بدون البطارية ، من المحتمل أن ترى وحدة التمهيد ثم تتعطل بعد ذلك بوقت قصير. لا يزال بإمكانك تشغيل Arduino كما تفعل عادةً عبر كبل USB أو خارجيًا عن طريق مصدر طاقة 7-12 فولت على دبوس VIN وسيقوم سكة 5 فولت على Arduino بشحن بطارية LiPo. لاحظ أنه إذا كنت تستخدم لوحة Arduino قياسية ، فيمكنك تشغيلها بأمان عبر مصدر طاقة خارجي مع الاحتفاظ أيضًا بكابل البرمجة موصولًا لأنه يحتوي على دائرة كهربائية لاختيار الجهد.

مؤشر LED

في البداية قد تتساءل عما إذا كانت اللوحة على قيد الحياة لأنه ربما لا يكون هناك أي LED قيد التشغيل. هذا لأن مؤشر LED "PWR" هو مؤشر طاقة لوحدة SIM7000 نفسها ، وعلى الرغم من أنك تقوم بتزويد الطاقة إلا أنك لم تقم بتشغيل الوحدة بعد! يتم ذلك عن طريق نبض PWRKEY المنخفض لمدة 72 مللي ثانية على الأقل ، والتي سأشرحها لاحقًا. أيضًا ، إذا كانت لديك بطارية متصلة ولم تكن مشحونة بالكامل ، فلن يتم تشغيل مؤشر LED الأخضر "تم" ، ولكن إذا لم يكن لديك بطارية متصلة ، فيجب تشغيل هذا المؤشر (وقد يومض أحيانًا عند الخداع التفكير في أن البطارية غير الموجودة ليست مشحونة بالكامل بسبب انخفاض طفيف في الجهد).

الآن بعد أن عرفت كيفية تشغيل كل شيء ، دعنا ننتقل إلى الأشياء الخلوية!

الخطوة 5: بطاقة SIM والهوائي

اختيار بطاقة SIM

مرة أخرى ، يجب أن تكون بطاقة SIM الخاصة بك قادرة على دعم LTE CAT-M (ليس فقط LTE التقليدي مثل ما هو موجود على الأرجح في هاتفك) أو NB-IoT ، ويجب أن تكون بحجم بطاقة SIM "صغيرة". أفضل خيار وجدته لهذا الدرع هو بطاقة SIM الخاصة بمطور Hologram والتي توفر 1 ميجابايت / شهر مجانًا والوصول إلى واجهات برمجة التطبيقات والموارد الخاصة بـ Hologram لبطاقة SIM الأولى! ما عليك سوى تسجيل الدخول إلى لوحة معلومات Hologram.io وإدخال رقم CCID الخاص ببطاقة SIM لتنشيطها ، ثم تعيين إعدادات APN في الرمز (تم تعيينه افتراضيًا بالفعل). إنه خالٍ من المتاعب ويعمل في أي مكان في العالم لأن الهولوغرام يدعم أكثر من 200 شركة نقل على مستوى العالم!

تجدر الإشارة إلى أن إصدارات SIM7000C / E / G تدعم أيضًا النسخ الاحتياطي لشبكة الجيل الثاني ، لذلك إذا كنت تريد حقًا الاختبار وليس لديك بطاقة SIM LTE CAT-M أو NB-IoT ، فلا يزال بإمكانك اختبار الوحدة على 2G.

إدخال بطاقة SIM

بادئ ذي بدء ، يجب عليك فصل بطاقة SIM الصغيرة عن حامل بطاقة SIM ذي الحجم العادي. على درع LTE ، حدد مكان حامل بطاقة SIM على الجانب الأيسر من اللوحة بالقرب من موصل البطارية. يتم إدخال بطاقة SIM في هذا الحامل مع توجيه الملامسات المعدنية لبطاقة SIM لأسفل والشق الصغير على إحدى الحواف يواجه حامل بطاقة SIM.

جودة الهوائي

تأتي مجموعة الدرع مع هوائي مزدوج LTE / GPS مناسب حقًا! إنه مرن أيضًا (على الرغم من أنه لا يجب أن تحاول تحريفه وثنيه كثيرًا لأنك قد تكسر أسلاك الهوائي عن الهوائي إذا لم تكن حريصًا) وله مادة لاصقة قابلة للتقشير في الأسفل. يعد توصيل الأسلاك أمرًا بسيطًا للغاية: ما عليك سوى أخذ الأسلاك ووضعها في موصلات uFL المطابقة على الحافة اليمنى للدرع. ملاحظة: تأكد من مطابقة سلك LTE الموجود على الهوائي بموصل LTE الموجود على الدرع ، وكذلك الأمر مع سلك GPS لأنهما متقاطعان!

الخطوة 6: إعداد Arduino IDE

يعتمد درع SIM7000 هذا على لوحات Adafruit FONA ويستخدم نفس المكتبة ولكن تم تحسينه مع دعم المودم الإضافي. يمكنك قراءة التعليمات الكاملة حول كيفية تثبيت مكتبة FONA المنقحة الخاصة بي هنا على صفحة Github الخاصة بي.

يمكنك أيضًا معرفة كيفية اختبار مستشعر درجة الحرارة MCP9808 باتباع هذه الإرشادات ، ولكن هنا سأركز بشكل أساسي على الأشياء الخلوية!

الخطوة 7: مثال اردوينو

إعداد معدل الباود

بشكل افتراضي ، يعمل SIM7000 عند 115200 باود ، لكن هذا سريع جدًا بحيث يعمل تسلسل البرامج بشكل موثوق وقد تظهر الأحرف بشكل عشوائي على شكل مربعات مربعة أو رموز غريبة أخرى (على سبيل المثال ، يمكن أن تظهر "A" على أنها "@"). هذا هو السبب في أنك إذا نظرت بعناية ، فإن Arduino يقوم بتهيئة الوحدة إلى معدل باود أبطأ يبلغ 9600 في كل مرة يتم فيها تهيئتها. لحسن الحظ ، يتم التعامل مع التبديل تلقائيًا بواسطة الكود ، لذلك لا تحتاج إلى القيام بأي شيء خاص لإعداده!

عرض LTE Shield

بعد ذلك ، اتبع هذه التعليمات لفتح مخطط "LTE_Demo" (أو أيًا كان شكل هذا الرسم ، اعتمادًا على المتحكم الدقيق الذي تستخدمه). إذا قمت بالتمرير لأسفل إلى نهاية وظيفة "setup ()" ، فسترى سطرًا "fona.setGPRSNetworkSettings (F (" صورة ثلاثية الأبعاد ")) ؛" الذي يعين APN لبطاقة SIM الهولوغرام. هذا مطلوب تمامًا ، وإذا كنت تستخدم بطاقة SIM مختلفة ، فيجب عليك أولاً الرجوع إلى وثائق البطاقة حول ماهية APN. لاحظ أنك تحتاج فقط إلى تغيير هذا الخط إذا كنت لا تستخدم بطاقة SIM ثلاثية الأبعاد.

عند تشغيل الكود ، سيحاول Arduino الاتصال بـ SIM7000 عبر UART (TX / RX) باستخدام SoftwareSerial. للقيام بذلك ، بالطبع ، يجب تشغيل بطاقة SIM7000 ، لذا أثناء محاولتها إنشاء اتصال ، تحقق من مؤشر LED "PWR" للتأكد من تشغيله! (ملاحظة: يجب أن يتم تشغيله حوالي 4 ثوانٍ أو نحو ذلك بعد تشغيل الكود). بعد أن ينجح Arduino في إنشاء اتصال مع الوحدة النمطية ، سترى قائمة كبيرة تحتوي على مجموعة من الإجراءات التي يمكن للوحدة تنفيذها! ومع ذلك ، لاحظ أن بعضًا منها مخصص لوحدات 2G أو 3G الأخرى الخاصة بـ SIMCom ، لذا لا تنطبق جميع الأوامر على SIM7000 ولكن الكثير منها ينطبق! ما عليك سوى كتابة الحرف المقابل للإجراء الذي تريد تنفيذه والنقر فوق "إرسال" في الجزء العلوي الأيمن من الشاشة التسلسلية أو ببساطة الضغط على مفتاح Enter. شاهد بذهول بينما الدرع يرد ردًا!

أوامر تجريبية

فيما يلي بعض الأوامر التي يجب تشغيلها للتأكد من إعداد الوحدة النمطية الخاصة بك قبل المتابعة:

• اكتب "n" واضغط على Enter للتحقق من تسجيل الشبكة. يجب أن ترى "مسجل (المنزل)". إذا لم يكن الأمر كذلك ، فتحقق مما إذا كان الهوائي موصولًا وقد تضطر أيضًا إلى تشغيل الأمر "G" (الموضح أدناه) أولاً!
• تحقق من قوة إشارة الشبكة عن طريق إدخال "i". يجب أن تحصل على قيمة RSSI ؛ كلما زادت هذه القيمة كان ذلك أفضل! كان منجم 31 ، مما يشير إلى أفضل شريحة قوة إشارة!
• أدخل الأمر "1" للتحقق من بعض معلومات الشبكة الرائعة حقًا. يمكنك الحصول على وضع الاتصال الحالي واسم الناقل والفرقة وما إلى ذلك.
• إذا كانت لديك بطارية متصلة ، فجرب الأمر "b" لقراءة جهد البطارية ونسبتها المئوية. إذا كنت لا تستخدم بطارية ، فسيقرأ هذا الأمر دائمًا حوالي 4200 ميللي فولت ، وبالتالي يقول إنه مشحون بنسبة 100 ٪.
• أدخل الآن "G" لتمكين البيانات الخلوية. هذا يعين APN وهو أمر بالغ الأهمية لتوصيل جهازك بالويب! إذا رأيت "ERROR" فحاول إيقاف تشغيل البيانات باستخدام "g" ثم حاول مرة أخرى.
• لاختبار ما إذا كان يمكنك فعلاً فعل شيء مع الوحدة الخاصة بك ، أدخل "w". سيطالبك بإدخال عنوان URL لصفحة الويب التي تريد قراءتها ، ونسخ / لصق مثال عنوان URL "https://dweet.io/get/latest/dweet/for/sim7000test123" واضغط على إدخال. بعد ذلك بوقت قصير ، يجب أن يعطيك رسالة مثل "{" this ":" failure "،" with ": 404،" لأن ":" لم نتمكن من العثور على هذا "}" (بافتراض عدم نشر أي شخص بيانات لـ "sim7000test123")
• الآن دعنا نختبر إرسال البيانات الوهمية إلى dweet.io ، واجهة برمجة تطبيقات سحابية مجانية عن طريق إدخال "2" في الشاشة التسلسلية. يجب أن تراها تعمل من خلال بعض أوامر AT.
• لاختبار ما إذا كانت البيانات قد وصلت بالفعل ، حاول "w" مرة أخرى وأدخل هذه المرة "https://dweet.io/get/latest/dweet/for/{deviceID}" بدون الأقواس ، حيث يكون معرف الجهاز هو IMEI رقم جهازك الذي يجب طباعته أعلى الشاشة التسلسلية من تهيئة الوحدة. من المفترض أن ترى "نجح" واستجابة JSON تحتوي على البيانات التي أرسلتها للتو! (لاحظ أن بطارية 87٪ هي مجرد رقم وهمي تم تعيينه في الكود وقد لا يكون مستوى البطارية الفعلي)
• حان الوقت الآن لاختبار GPS! تمكين الطاقة لنظام تحديد المواقع العالمي (GPS) باستخدام "O"
• أدخل "L" للاستعلام عن بيانات الموقع. لاحظ أنه قد يتعين عليك الانتظار حوالي 7 إلى 10 ثوانٍ قبل أن يتم إصلاح الموقع. يمكنك الاستمرار في إدخال "L" حتى تظهر لك بعض البيانات!
• بمجرد أن يمنحك البيانات ، انسخها والصقها في Microsoft Word أو محرر نصوص بحيث يسهل قراءتها. سترى أن الرقم الثالث (الأرقام مفصولة بفواصل) هو التاريخ والوقت ، والأرقام الثلاثة التالية هي خط العرض وخط الطول والارتفاع (بالأمتار) لموقعك! للتحقق مما إذا كانت دقيقة ، انتقل إلى هذه الأداة عبر الإنترنت وابحث عن موقعك الحالي. يجب أن يمنحك خط العرض / الطول والارتفاع ومقارنة هذه القيم مع تلك التي قدمها نظام تحديد المواقع العالمي (GPS)!
• إذا لم تكن بحاجة إلى نظام تحديد المواقع العالمي (GPS) ، فيمكنك إيقاف تشغيله باستخدام "o"
• استمتع بالأوامر الأخرى وتحقق من مثال رسم "IoT_Example" للحصول على مثال رائع حول كيفية إرسال البيانات إلى سحابة API مجانية عبر LTE!

إرسال واستقبال الرسائل النصية

لمعرفة كيفية إرسال نصوص من الدرع مباشرة إلى أي هاتف وإرسال نصوص إلى الدرع عبر لوحة معلومات Hologram أو واجهة برمجة التطبيقات ، يرجى قراءة صفحة Github wiki هذه.

مثال على إنترنت الأشياء: تتبع GPS

بمجرد التحقق من أن كل شيء يعمل كما هو متوقع ، افتح الرسم التخطيطي "IoT_Example".يرسل رمز المثال هذا موقع GPS وتحمل البيانات ودرجة الحرارة ومستوى البطارية إلى السحابة! قم بتحميل الكود وشاهده بذهول حيث يقوم الدرع بسحره! للتحقق مما إذا كانت البيانات قد تم إرسالها بالفعل إلى السحابة ، انتقل إلى "https://dweet.io/get/latest/dweet/for/{IMEI}" في أي متصفح (املأ رقم IMEI الموجود أعلى الصفحة الشاشة التسلسلية بعد تهيئة الوحدة ، أو طباعتها على وحدة SIMCOM الخاصة بك) وسترى البيانات التي أرسلها جهازك!

باستخدام هذا المثال ، يمكنك أيضًا إزالة التعليق عن السطر بـ "#define samplingRate 30" لإرسال البيانات بشكل متكرر بدلاً من التشغيل مرة واحدة فقط. هذا يجعل جهازك في الأساس جهاز تتبع GPS!

لمزيد من التفاصيل ، يرجى زيارة البرامج التعليمية التي قمت بإنشائها لتتبع نظام تحديد المواقع العالمي (GPS) في الوقت الفعلي:

• الجزء التعليمي لجهاز تعقب GPS 1
• جزء تعليمي لجهاز تعقب GPS 2

استكشاف الأخطاء وإصلاحها

للأسئلة الشائعة ومشكلات استكشاف الأخطاء وإصلاحها ، يرجى زيارة الأسئلة الشائعة على Github.

الخطوة 8: الاختبار باستخدام أوامر AT

الاختبار من Arduino IDE

إذا كنت تريد إرسال أوامر AT إلى الوحدة النمطية عبر الشاشة التسلسلية ، فاستخدم الأمر "S" من القائمة للدخول إلى وضع الأنبوب التسلسلي. سيؤدي ذلك إلى إرسال كل ما تكتبه في الشاشة التسلسلية إلى الوحدة النمطية. ومع ذلك ، تأكد من تمكين "كل من NL & CR" في الجزء السفلي من الشاشة التسلسلية ، وإلا فلن ترى أي رد على أوامرك لأن الوحدة لن تعرف أنك انتهيت من الكتابة!

للخروج من هذا الوضع ، ما عليك سوى الضغط على زر إعادة الضبط في Arduino. لاحظ أنه إذا كنت تستخدم اللوحات المستندة إلى ATmega32u4 أو ATSAMD21 ، فسيتعين عليك إعادة تشغيل الشاشة التسلسلية أيضًا.

لمزيد من المعلومات حول إرسال أوامر AT من Arduino IDE ، يرجى الاطلاع على صفحة wiki هذه.

الاختبار مباشرة عبر USB

ربما تكون الطريقة الأسهل (لمستخدمي Windows) هي تثبيت برامج تشغيل Windows المفصلة في هذا البرنامج التعليمي واختبار أوامر AT باستخدام منفذ USB الصغير للدرع بدلاً من ذلك!

إذا كنت لا تزال ترغب في تجربة أوامر AT ولكنك تريد تشغيلها في تسلسل ولا تريد العبث بتغيير مكتبة FONA ، فيمكنك القيام بذلك من خلال مكتبة صغيرة بسيطة كتبتها تسمى "مكتبة أوامر AT" والتي يمكن أن تجده هنا على جيثب. كل ما عليك فعله هو تنزيل ملف ZIP من المستودع واستخراجه في مجلد مكتبات Arduino ومثالًا للرسم (يُسمى "AT_Command_Test.ino") لشريحة SIM7000 يمكن العثور عليه هنا في LTE shield Github repo. تتيح لك هذه المكتبة إرسال أوامر AT عبر Software Serial مع انقضاء المهلات ، والتحقق من رد محدد من الوحدة ، أو كلاهما ، أو كليهما!

الخطوة 9: الاستهلاك الحالي

بالنسبة لأجهزة إنترنت الأشياء ، فأنت تريد أن ترى هذه الأرقام تتراجع ، لذا دعنا نلقي نظرة على بعض المواصفات الفنية! للحصول على تقرير مفصل عن قياسات الاستهلاك الحالية ، يرجى الاطلاع على صفحة Github هذه.

إليك ملخص سريع:

• تم إيقاف تشغيل وحدة SIM7000: يرسم الدرع بالكامل <8uA على بطارية LiPo 3.7 فولت
• يرسم وضع السكون حوالي 1.5 مللي أمبير (بما في ذلك مؤشر LED الأخضر PWR ، لذلك ربما ~ 1 مللي أمبير بدونه) ويظل متصلاً بالشبكة
• يمكن لإعدادات e-DRX تكوين وقت دورة مفاوضات الشبكة وتوفير الطاقة ولكنها ستؤخر أيضًا أشياء مثل الرسائل النصية الواردة اعتمادًا على وقت الدورة الذي تم ضبطه عليه
• متصل بشبكة LTE CAT-M1 ، خامل: ~ 12 مللي أمبير
• يضيف GPS ~ 32mA
• يضيف توصيل USB ~ 20mA
• يبلغ نقل البيانات عبر LTE CAT-M1 حوالي 96 مللي أمبير لحوالي 12 ثانية
• يؤدي إرسال الرسائل القصيرة إلى جذب 96 مللي أمبير تقريبًا لمدة 10 ثوانٍ تقريبًا
• يؤدي تلقي الرسائل القصيرة إلى سحب 89 مللي أمبير تقريبًا لمدة 10 ثوانٍ تقريبًا
• تبدو PSM كميزة رائعة ولكنها لم تعمل بعد

وإليك المزيد من الشرح:

• وضع خفض الطاقة: يمكنك استخدام وظيفة "fona.powerDown ()" لإيقاف تشغيل SIM7000 تمامًا. في هذه الحالة ، ترسم الوحدة حوالي 7.5uA فقط ، وبعد وقت قصير من إيقاف تشغيل الوحدة ، يجب أيضًا إيقاف تشغيل مؤشر LED "PWR".
• وضع توفير الطاقة (PSM): يشبه هذا الوضع وضع خفض الطاقة ولكن يظل المودم مسجلاً في الشبكة أثناء رسم 9uA فقط مع استمرار تشغيل الوحدة. في هذا الوضع ، سيتم تنشيط طاقة RTC فقط. بالنسبة لمحبي ESP8266 الموجودين هناك ، فهو في الأساس "ESP.deepSleep ()" ويمكن لمؤقت RTC تنشيط الوحدة ولكن يمكنك القيام ببعض الأشياء الرائعة مثل إيقاظ المودم عن طريق إرسال رسالة نصية قصيرة إليه. ومع ذلك ، للأسف لم أتمكن من تشغيل هذه الميزة. بالتأكيد اسمحوا لي أن أعرف إذا فعلت!
• وضع الطيران: في هذا الوضع لا يزال يتم توفير الطاقة للوحدة ولكن يتم تعطيل التردد اللاسلكي تمامًا ولكن بطاقة SIM لا تزال نشطة بالإضافة إلى واجهة UART و USB. يمكنك الدخول إلى هذا الوضع باستخدام "AT + CFUN = 4" لكنني لم أرَ أن هذا يسري أيضًا.
• وضع الحد الأدنى من الوظائف: هذا الوضع هو نفسه وضع الطيران باستثناء أن واجهة بطاقة SIM لا يمكن الوصول إليها. يمكنك الدخول إلى هذا الوضع باستخدام "AT + CFUN = 0" ولكن يمكنك أيضًا الدخول إلى هذا الوضع باستخدام "AT + CSCLK = 1" وبعد ذلك يقوم SIM7000 بسحب دبوس DTR عندما تكون الوحدة في وضع الخمول. في وضع السكون هذا ، سيؤدي سحب DTR المنخفض إلى تنبيه الوحدة. يمكن أن يكون هذا مفيدًا لأن إيقاظه يمكن أن يكون أسرع بكثير من تشغيله من نقطة الصفر!
• وضع الاستقبال / الإرسال غير المستمر (DRX / DTX): يمكنك تكوين "معدل أخذ العينات" للوحدة إذا جاز التعبير ، بحيث تتحقق الوحدة فقط من الرسائل النصية أو ترسل البيانات بمعدل أسرع أو أبطأ ، كل ذلك أثناء الاتصال بـ الشبكة. هذا يقلل بشكل كبير من الاستهلاك الحالي!
• تعطيل مؤشر LED "PWR": لحفظ بضعة بنسات أخرى ، يمكنك تعطيل مؤشر LED للطاقة الخاص بالوحدة عن طريق قطع وصلة عبور اللحام المغلق عادة بجواره. إذا غيرت رأيك لاحقًا وأردت إعادته ، فما عليك سوى لحام الطائر!
• "NETLIGHT" LED On / Off: يمكنك أيضًا استخدام "AT + CNETLIGHT = 0" لإيقاف تشغيل مؤشر حالة الشبكة الأزرق تمامًا إذا لم تكن بحاجة إليه!
• تشغيل / إيقاف تشغيل GNSS: يمكنك توفير 30 مللي أمبير عن طريق إيقاف تشغيل GPS باستخدام الأمر "fona.enableGPS ()" مع صواب أو خطأ كمعامل إدخال. إذا كنت لا تستخدمه ، أقترح عليك إيقاف تشغيله! أيضًا ، اكتشفت أن الأمر يستغرق حوالي 20 ثانية فقط للحصول على إصلاح للموقع من البداية الباردة وحوالي ثانيتين فقط عندما يكون الجهاز قيد التشغيل بالفعل (مثل إذا قمت بإيقاف تشغيل نظام تحديد المواقع العالمي (GPS) ، ثم أعد تشغيله واستعلامه مرة أخرى) ، وهو سريع جدًا ! يمكنك أيضًا تجربة البداية الدافئة / الساخنة ونظام تحديد المواقع العالمي المساعد.

الخطوة 10: الاستنتاجات

بشكل عام ، يتميز SIM7000 بالسرعة الفائقة ويستخدم أحدث التقنيات مع نظام GPS المدمج ويأتي محملاً بميزات رائعة! لسوء الحظ بالنسبة لنا في الولايات المتحدة ، لم يتم نشر NB-IoT بالكامل هنا ، لذا سيتعين علينا الانتظار قليلاً حتى يتم إصدارها ، ولكن مع درع LTE هذا لا يزال بإمكاننا استخدام LTE CAT-M1 على شبكات AT&T و Verizon. يعد هذا الدرع رائعًا لتجربة الأجهزة الخلوية منخفضة الطاقة مثل أجهزة تعقب GPS وأجهزة تسجيل البيانات عن بُعد وغير ذلك الكثير! من خلال تضمين الدروع والوحدات النمطية الأخرى لأشياء مثل تخزين بطاقة SD والألواح الشمسية وأجهزة الاستشعار وغيرها من الاتصالات اللاسلكية ، فإن الاحتمالات لا حصر لها تقريبًا!

• إذا أعجبك هذا المشروع ، يرجى إعطائه قلبًا والتصويت له!
• إذا كان لديك أي تعليقات أو اقتراحات أو أسئلة ، فلا تتردد في نشرها أدناه!
• لطلب درع خاص بك ، يرجى زيارة موقع الويب الخاص بي للحصول على معلومات أو طلبه على Amazon.com
• كالعادة ، يرجى مشاركة هذا المشروع!

مع ذلك ، أتمنى لك السعادة بنفسك وتأكد من مشاركة مشاريعك وتحسيناتك مع الجميع!

~ تيم