MuMo - LoRa Gateway: 25 passaggi (con immagini)

2024 Autore: John Day | [email protected]. Ultima modifica: 2024-01-30 09:59

### AGGIORNAMENTO 10-03-2021 // le ultime informazioni/aggiornamenti saranno disponibili sulla pagina github:

github.com/MoMu-Anversa/MuMo

Cos'è MuMo?

MuMo è una collaborazione tra lo sviluppo del prodotto (un dipartimento dell'Università di Anversa) sotto il nome di Antwerp Design Factory e l'Anversa Fashion Museum.

L'obiettivo del progetto è costruire un sistema di monitoraggio IOT open source basato su una rete LoRa.

• Dovrebbe essere facile da configurare.
• Dovrebbe essere facile da montare.
• Deve essere scalabile in termini di area di applicazione.

Cosa contiene il progetto MuMo:

Nodo MuMo

Il MuMo Node è un dispositivo a bassa potenza con batterie AA in grado di misurare e trasmettere parametri ambientali su una rete LoRa. I parametri sono temperatura, umidità, pressione ambiente e luminosità.

*** Il nodo MuMo può essere esteso con altre funzionalità da utilizzare in altre applicazioni.***

MuMo Gateway

Il MuMo Gateway è un gateway LoRa attivo in grado di ricevere e inoltrare segnali LoRa dal dispositivo Node su Internet. In questo progetto il gateway sarà inoltre dotato degli stessi sensori del dispositivo MuMo Node, sensore aria polvere e una trappola per insetti che può essere monitorata da remoto con una telecamera.

*** Il gateway non necessita di essere dotato di sensori o telecamera. Può anche servire solo a fornire una rete LoRa (gateway non di misurazione).***

Cruscotto MuMo

Il MuMo Dashboard è fornito per creare un'applicazione web panoramica della rete che si sta creando. È reso facile da usare con diverse funzionalità. La dashboard può essere completamente personalizzata in base ai desideri e all'applicazione dell'utente.

Pagina Github:

github.com/MoMu-Anversa/MuMo

Pagine Instructable collegate:

MuMo_Node:

MuMo_Gateway:

Strumenti richiesti:

• Stampante 3D con filamento
• Saldatore / saldatura
• Piccola pinza da taglio
• Pistola per colla a caldo (o altri strumenti di fissaggio)
• Cacciavite piccolo

Passaggio 1: #Hardware - Ordinazione delle parti

Parti da ordinare:

Vedi la pagina github per una panoramica recente:

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

Passaggio 2: #Hardware - Parti stampate in 3D

Parti da stampare in 3D:

1. Gateway

   • GATEWAY_Main_Housing
   • GATEWAY_Backcover

2. Sensor_extension

   • Sensor_Housing
   • Sensor_Backcover

3. Camera_extension

   • Camera_Housing
   • Fotocamera_Backcover
4. Trap_extension

la pagina github per gli ultimi file STL:

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

Filamento di stampa:

PETG (preferito e più durevole)

PLA

Impostazioni di stampa generali:

• Nessun supporto necessario
• Riempimento non necessario
• 0.2 altezza dello strato
• 3 perimetri esterni (per resistenza e durata)

Passaggio 3: #Software - Prepara la scheda SD Raspberry Pi

Parti:

• Lampone Pi
• Scheda microSD.

Istruzioni:

1. Assicurati che la scheda SD sia flashata e che l'immagine del sistema operativo Raspberry corretto (sistema operativo Raspberry Pi (32 bit) con desktop) sia installata sulla scheda micro SD. Segui il link qui sotto per trovare le istruzioni giuste per flashare e preparare la tua scheda micro SD.
2. Inserisci la tua scheda micro SD nel Raspberry Pi.

Collegamento:

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

Passaggio 4: #Hardware - Preparare il sensore della polvere dell'aria (opzionale)

Parti:

• sensore della polvere dell'aria di semi
• 2 x resistenza (3,3 KΩ)
• Cappello da tavolo Grove
• 2 x maniche termoretraibili

Istruzioni:

1. Tagliare il filo rosso fino al connettore.
2. Tagliare il filo giallo a una distanza di 3 cm dal connettore.
3. Tagliare il filo nero a una distanza di 2 cm dal connettore.
4. Spellare l'estremità di ogni filo.
5. Metti una piccola guaina termoretraibile sul cavo giallo.
6. Metti una grande guaina termoretraibile sul cavo giallo e nero.
7. Saldare le due resistenze in serie con il cavo giallo del connettore in mezzo.
8. Saldare l'altro cavo giallo sul lato del sensore a uno dei resistori.
9. Far scorrere il manicotto sopra la connessione a saldare del filo giallo con un'estremità del resistore ancora esposta e termoretrarre il manicotto.
10. Saldare i fili neri insieme con l'estremità della resistenza ancora esposta in mezzo.
11. Far scorrere il manicotto grande sopra la connessione a saldare e il manicotto piccolo e termoretrarre il manicotto grande.
12. Saldare il cavo rosso ai pin 5V (pin 2 e 4) sulla scheda cappello Grove (vedere l'immagine vista dall'alto).

Passaggio 5: #Hardware - Montaggio dei distanziatori (opzionale)

Parti:

• Cappello da tavolo Grove
• Sensore della polvere dell'aria di semi
• 4 x distanziali femmina-maschio
• 4 x distanziali femmina-femmina
• 4 x dado

Istruzioni:

1. Montare i distanziatori femmina-maschio attraverso i fori di montaggio della cappelliera grove
2. Avvitare i dadi sui distanziali femmina-maschio e serrarli. (per fornire spazio extra per piegare i cavi)
3. Avvitare i distanziali femmina-femmina sopra i dadi e serrare il tutto.
4. Posare il cavo rosso 5V del sensore airdust lungo l'interno del distanziatore (vedi ultima foto).

Passaggio 6: #Hardware - Collegamento del cavo della fotocamera / sensore della polvere / I2C (opzionale)

Parti:

• La pila di montaggio dal passaggio 6

• Raspberry Pi Modello 3 B+
• Cavo della fotocamera
• 2 x cavi di collegamento Grove
• 1 x vite M2.5 lunga

Istruzioni:

Cavo della fotocamera:

1. Sollevare il fermo del connettore del cavo sul Raspberry Pi (vedi figura uno - rettangolo rosso). Attento, fragile!
2. Inserisci il cavo della fotocamera nel connettore del Raspberry Pi con il lato blu rivolto verso le spine USB.
3. Quando il cavo è nel posto giusto. Spingere nuovamente il fermo in posizione in modo che la connessione del cavo sia fissata.
4. Fai passare il cavo della telecamera attraverso il foro fornito nella tavola del boschetto. (vedi foto della vista dall'alto della tavola del boschetto - rettangolo rosso)
5. Allineare la scheda con le connessioni dei pin sul lato.
6. Spingilo fino in fondo per fare una pila.
7. Per fissare lo stack, monta la vite nel foro vicino alla connessione audio del raspberry pi. (vedi foto vista dall'alto)
8. La prima pila è completa!

Sensore di polvere d'aria:

Collegare il connettore del sensore della polvere dell'aria al pin D16 della scheda cappello Grove. (vedi foto della vista dall'alto della tavola del boschetto - rettangolo viola)

Connettori I2C:

Collegare i due cavi di connessione Grove ai connettori I2C della scheda cappello Grove. Utilizzare preferibilmente i connettori vicini al cavo della fotocamera. Ciò semplifica l'utilizzo successivo della porta HDMI. (vedi foto della vista dall'alto della tavola da boschetto - rettangolo blu)

Passaggio 7: #Hardware - Costruire lo stack nell'alloggiamento

Parti:

• La pila di montaggio dal passaggio 6
• Stampa 3D Gateway_body
• 3 x lungo M2,5
• 1 x M3

Istruzioni:

1. Controlla se la scheda micro SD è inserita nel Raspberry Pi.
2. Inserire il sensore della polvere dell'aria nell'alloggiamento della stampa 3D e fissarlo con la vite M3.
3. Prima di inserire lo stack. Far passare il cavo della telecamera e i due cavi di connessione I2C Grove attraverso lo slot inferiore nell'alloggiamento.
4. Inserisci lo stack Pi nell'alloggiamento.
5. Spingere i cavi verso il basso sul lato in modo che non si intromettano.
6. Assicurati che nessun cavo si trovi davanti alla Micro USB e alla connessione HDMI.
7. Fissare la pila con tre viti M2.5 attraverso i grandi fori nella parte anteriore.

Passaggio 8: #Hardware - Dragino LoRa Shield

Parti:

• L'assemblaggio dal punto 7
• Scudo Dragino LoRa
• 4 x viti corte M2.5

Istruzioni:

1. Preinstallare l'antenna sullo scudo Dragino LoRa. (non stringere ancora completamente!)
2. Inserisci lo scudo Dragino LoRa sopra la cappelliera del boschetto. Allineare i perni e spingerlo fino in fondo.
3. Fissare la scheda con le quattro viti M2.5.

Passaggio 9: #Hardware - Backcover

Parti:

• Il montaggio dal punto 8
• Gateway_backcover
• 2x viti M3

Istruzioni:

1. Far scorrere gli inserti della cover posteriore nell'alloggiamento e spingerla verso il basso.
2. Fissato il backcover con due viti M3.

Passaggio 10: #Hardware - Configurazione di LoRa Gatway

Parti:

• L'assemblaggio dal punto 9
• Periferiche: schermo (HDMI) / tastiera / mouse
• Alimentatore micro usb

Istruzioni:

1. Collega il Raspberry a uno schermo con un cavo HDMI.
2. Collega un mouse, una tastiera al connettore USB.
3. Collega il cavo USB di alimentazione al Raspberry Pi per ultimo. Dovrebbe iniziare ad avviarsi ora.

Passaggio 11: #Software - Configurazione di LoRa Gatway - Primo avvio di Raspberry Pi

Istruzioni:

1. Vedrai la schermata di configurazione. Segui le istruzioni della schermata di configurazione.
2. Scegli la tua contea/rete/impostazione della tastiera
3. Alla fine cercherà gli aggiornamenti e li installerà. Si prega di essere pazienti, questo può richiedere alcuni minuti.

Passaggio 12: #Software - Configura LoRa Gatway - Ottieni indirizzo Ether per TTN

Istruzioni:

1. Apri un terminale sul Raspberry Pi.
2. Digita > ifconfig wlan0:
3. Puoi vedere l'indirizzo etere del Pi. (es: b5:23:eb:fc:55:d4)
4. Annota questo perché ti servirà quando configuri il gateway in TTN.

***Nota a margine***

Per informazioni più dettagliate sulla configurazione del Dragino PG1301, consultare il manuale dell'utente (pagina 7):

Git link naar de pdf

Passaggio 13: #TTN - Registrati / Accedi

La rete delle cose fornisce una serie di strumenti aperti e una rete globale e aperta per creare la tua prossima applicazione IoT a basso costo, con la massima sicurezza e pronta per la scalabilità.

* Se hai già un account puoi saltare questo passaggio

Istruzioni:

1. Iscriviti a The Things Network e crea un account
2. Segui le istruzioni sul sito TTN.
3. Dopo la registrazione accedi al tuo account
4. Vai alla tua console. Lo troverai nel menu a tendina del tuo profilo (vedi foto)

Passaggio 14: #TTN - Crea un gateway sul TTN

Istruzioni:

1. Nella console su TTN, fare clic su Gateway.
2. Fare clic su Registra gateway nell'angolo in alto a destra per accedere a un nuovo dispositivo gateway. (vedi foto - quadrato rosso)
3. Seleziona la casella "Sto utilizzando l'inoltro di pacchetti legacy". (vedi foto - quadrato verde)
4. Compila il gateway EUI utilizzando l'indirizzo ether dal Pi. Converti il tuo indirizzo come questo esempio b5:23:eb:fc:55:d4 => B523EBFC55D4FFFF (vedi immagine - rettangolo verde) Viene aggiunto "FFFF" per renderlo un EUI univoco di 8 byte.
5. Scegli il tuo Piano di frequenza (es: Europa - 868MHz per l'Europa)
6. Scegli il tuo router (es: ttn-router-eu per l'Europa)
7. Indica la tua posizione sulla mappa. (opzionale)
8. Seleziona la casella giusta, indoor o outdoor.
9. In fondo alla pagina clicca sul pulsante Registra Gateway

Passaggio 15: #Software - Imposta LoRa Gatway - Opzioni interfaccia

Istruzioni:

1. Nel terminale digita > sudo raspi-config
2. Seleziona Opzioni interfaccia
3. Seleziona e abilita SPI
4. Seleziona e attiva Fotocamera
5. Seleziona e abilita I2C

Passaggio 16: #Software - Configura LoRa Gatway - Scarica e installa LoRaWAN Packet Forwarder Abilita SPi

Istruzioni:

1. Nel terminale digita > wget
2. Questo scaricherà l'inoltro di pacchetti da Dragino Server a RPI.
3. Nel terminale digita > sudo dpkg -i lorapktfwd.deb

Passaggio 17: #Software - Imposta LoRa Gatway - Configura ID gateway, banda di frequenza e indirizzo del server

Istruzioni:

1. Dopo l'installazione, vai su etc/lora-gateway/ e apri local_conf.json
2. Tra le parentesi graffe aggiungi questa sezione qui sotto:

"gateway_ID": "B523EBFC55D4FFFF",

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

"serv_port_up": 1700,

"serv_port_down": 1700

3. Modificare gateway_ID con gateway_ID utilizzato per configurare il gateway nel TTN. (con il "FFFF")

4. Salvare il documento.

Passaggio 18: #Software - Configura LoRa Gatway - Avvia la rete LoRa

Istruzioni:

1. Nel terminale digita >
2. sudo systemctl stop lorapktfwd
3. sudo systemctl start lorapktfwd
4. sudo systemctl abilita lorapktfwd
5. Questo riavvia lo spedizioniere del pacchetto e si assicura che lo spedizioniere inizi con Raspberry Pi. Ora il tuo gateway LoRa è attivo.
6. Dovresti vedere l'aggiornamento dello stato su "connesso" entro pochi minuti su TTN.

Passaggio 19: #Software - Configurazione gateway - Sensore/fotocamera - Installazione (opzionale)

Istruzioni:

1. Controlla se hai Python 3 sul tuo Raspberry Pi. Nel tipo di terminale => python3
2. Se non hai Python 3, segui queste istruzioni di installazione:
3. digita => sudo apt update
4. digita => sudo apt install python3 idle3
5. Ora dovresti avere python 3. Ricontrolla con il primo passaggio.

Attiva fotocamera / I2C / SPI: (potresti averlo già fatto nella configurazione di LoRa)

1. Nel tipo di terminale => sudo raspi-config
2. Vai a Opzioni di interfaccia.
3. Abilita fotocamera
4. Abilita I2C
5. Abilita SPI

Installa le seguenti librerie: (digita questi comandi nel terminale)

1. sudo apt-get update

sudo apt-get install libatlas-base-dev

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

programma di installazione pip3

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

Passaggio 20: #Software - Configurazione gateway - Sensore/fotocamera - Esecuzione script (opzionale)

Istruzioni:

1. Scarica lo script python "mumo.py" da github: link Github
2. Inserisci il codice sul desktop.
3. Apri un terminale e digita > sudo nano /etc/xdg/lxsession/LXDE-pi/autostart
4. Copia questa riga in fondo al file > @lxterminal -e python3 /home/pi/Desktop/mumo.py
5. Salva il file e chiudilo.
6. Ora lo script si avvierà automaticamente al riavvio.
7. Apri il codice.
8. Passa al tuo endpoint URL. (dove inviare i dati sul tuo server di backend)

Passaggio 21: #Hardware - Estensione sensore (opzionale)

Parti:

• L'assemblaggio dal punto 9
• Sensor_body
• Sensor_cap
• Sensore di luce digitale (sensore piccolo)
• Sensore BME680 (sensore lungo)
• 4 viti M2x5
• 4x viti M3

Istruzioni:

1. Inserire i due cavi di collegamento I2C Grove attraverso il foro del sensor_cap.
2. Collegare il sensore BME680 e il sensore di luce digitale al cavo di collegamento I2C grove.
3. Inserire il sensore BME680 e il sensore di luce digitale nella parte sensor_body e fissarlo con quattro viti M2x5. Dovrai piegare il cavo per inserire i sensori in posizione, quindi fai attenzione!
4. Far scorrere il sensor_cap sulla parte superiore del corpo del sensore per chiuderlo.
5. Fissato il tappo al corpo con due viti M3.
6. Fissare il gruppo aggiuntivo del sensore alla parte anteriore del gateway con due viti M3. (vedi foto - Cerchio rosso)
7. I cavi del boschetto sono probabilmente troppo lunghi. Spingeteli all'interno dell'alloggiamento del sensore.

Passaggio 22: #Hardware - Estensione fotocamera (opzionale)

Parti:

• L'assemblaggio dal punto 10
• Modulo telecamera (con viti M2.5)
• Camera_body
• Fotocamera_cap
• 4x viti M3

Istruzioni:

1. Posizionare la telecamera e un attacco luce nell'alloggiamento camera_cap e fissarlo con le quattro viti M2.5 dal modulo telecamera.
2. Per inserire il cavo della fotocamera dobbiamo sollevare il supporto in plastica nera dalla connessione.
3. Inserire il cavo della fotocamera con la superficie blu rivolta verso la fotocamera. (vedi foto)
4. Fai scorrere la camera_body sopra l'assieme
5. Fissato il camera_cap con due viti M3 al camera_body.
6. Montare il gruppo aggiuntivo della telecamera sul fondo dell'alloggiamento del gateway con due viti M3 (vedi foto - Cerchio rosso)
7. Spingere il cavo sporgente nell'alloggiamento.

Passaggio 23: #Hardware - Estensione Bug Trap (opzionale)

Parti:

• L'assemblaggio dal punto 11
• Trap_Frame
• carta trappola per insetti - carta adesiva
• 2x viti M3

Istruzioni:

1. Posizionare la parte Trap_Frame sopra l'alloggiamento della telecamera. La trappola ha dello spazio per il cavo di alimentazione usb del gateway, quindi controlla le immagini per il corretto orientamento.
2. Fissare con due viti M3 sul lato sinistro e destro dell'alloggiamento della telecamera.
3. Inserisci la tua carta per insetti (60 x 75) mm nella fessura della trappola. Ci sono due slot, nella direzione anteriore e posteriore. Dipende da come posizionerai il gateway.
4. Il cavo USB di alimentazione può essere intrecciato tra la struttura aperta della parte della trappola.

Passaggio 24: #Hardware - Montaggio del gateway

Il gateway è dotato di molte opzioni per montare il gateway.

Abbiamo due slot per viti su cui è possibile appendere il gateway.

Abbiamo anche fascette per cavi, così puoi facilmente collegare il gateway a qualsiasi cosa.

Passaggio 25: #Hardware - Orientamenti diversi

Il gateway è modulare in modo che i sensori e la telecamera possano essere montati in diversi orientamenti. Puoi anche creare i tuoi componenti e aggiungerli alla configurazione.