Tutorial do LoRa GPS Tracker - LoRaWAN com Dragino e TTN: 7 etapas

2024 Autor: John Day | [email protected]. Última modificação: 2024-01-30 11:34

Ei, tudo bem, pessoal! Akarsh aqui da CETech.

Alguns projetos atrás, demos uma olhada no LoRaWAN Gateway de Dragino. Conectamos nós diferentes ao Gateway e transmitimos dados dos nós para o Gateway usando TheThingsNetwork como servidor. Passamos por todo o processo de configuração do Gateway. Neste projeto, vamos levar esse jogo um passo adiante, conectando um rastreador GPS ao Gateway. Na verdade, conectaremos dois rastreadores GPS ao Gateway, um por um.

Primeiro, conectaremos um nó GPS baseado em Arduino ao Gateway após programá-lo para compartilhar os dados GPS e, depois disso, conectaremos um nó rastreador GPS pronto para uso LGT92 da Dragino e coletaremos os dados GPS dele também.

Espere, eu já te falei sobre o novo Gateway de Dragino que vamos usar hoje. Sim, hoje temos um novo gateway da dragino conosco, o gateway LPS8 de 8 canais que usaremos.

Vai ser divertido. Então vamos começar.

Suprimentos:

Compre o LPS8 na Índia:

Compre o LGT92 na Índia:

Etapa 1: Obtenha PCBs para a fabricação de seus projetos

A PCBGOGO, fundada em 2015, oferece serviços completos de montagem de PCB, incluindo fabricação de PCB, montagem de PCB, fornecimento de componentes, teste funcional e programação IC.

Suas bases de fabricação estão equipadas com os mais avançados equipamentos de produção. Embora tenha apenas cinco anos, suas fábricas têm experiência na indústria de PCB há mais de 10 anos nos mercados chineses. Ela é especialista líder em montagem de PCB de montagem em superfície, thru-hole e de tecnologia mista e serviços de fabricação eletrônica, bem como montagem de PCB pronta para uso.

A PCBGOGO fornece o serviço de pedidos do protótipo à produção em massa, junte-se a eles agora para celebrar o Natal e o Ano Novo em grande estilo! Eles estão oferecendo grandes descontos com cupons junto com presentes surpresa com seus pedidos e muitos outros brindes estão sendo realizados !!!!

Etapa 2: Sobre LPS8 Dragino Gateway

O LPS8 é um gateway LoRaWAN interno de código aberto. Ao contrário do gateway de canal único LG01-P. O LPS8 é um gateway de 8 canais, o que significa que podemos conectar mais nós a ele e lidar facilmente com um tráfego LoRa comparativamente maior. O LPS8 Gateway é alimentado por um concentrador SX1308 LoRa e dois transceptores 1257 LoRa. Possui uma porta USB host e uma entrada de alimentação USB tipo C. Além disso, ele também possui uma porta Ethernet que pode ser usada para fins de conexão. Mas não vamos usar isso hoje, pois vamos conectá-lo usando wi-fi. Na parte frontal do Gateway, temos 4 LEDs de status para fonte de alimentação, ponto de acesso Wifi, porta Ethernet e conectividade com a Internet.

Este Gateway nos permite conectar a rede sem fio LoRa a uma rede IP via Wi-Fi ou Ethernet. O LPS8 usa um encaminhador Semtech Packet e é totalmente compatível com o protocolo LoRaWAN. O concentrador LoRa neste Gateway fornece 10 caminhos de demodulação paralela programáveis. Ele vem com bandas de frequência LoRaWAN padrão pré-configuradas para serem usadas em diferentes países. Alguns recursos do LPS8 LoRaWAN Gateway são:

1. É um sistema Open Source OpenWrt.
2. Emula desmoduladores LoRa 49x.
3. Possui 10 caminhos de demodulação paralela programáveis.

Para obter uma leitura detalhada sobre o gateway LPS8. Você pode consultar a folha de dados aqui e o manual do usuário aqui.

Etapa 3: Sobre LGT92 LoRaWAN GPS Tracker

O Dragino LoRaWAN GPS Tracker LGT-92 é um rastreador GPS de código aberto baseado em Ultra Low Power STM32L072 MCU e SX1276 / 1278 LoRa Module.

LGT-92 inclui um módulo GPS de baixa potência L76-L e um acelerômetro de 9 eixos para detecção de movimento e altitude. A potência do módulo GPS e do acelerômetro pode ser controlada por MCU para obter o melhor perfil de energia para diferentes aplicações. A tecnologia sem fio LoRa usada no LGT-92 permite que o usuário envie dados e alcance intervalos extremamente longos com taxas de dados baixas. Ele fornece comunicação de espectro espalhado de alcance ultralongo e alta imunidade a interferências, ao mesmo tempo que minimiza o consumo de corrente. Destina-se a serviços profissionais de rastreamento. Também possui um botão de emergência SOS que, quando pressionado, envia uma mensagem para a qual está configurado. É um pequeno nó leve que vem em duas variantes, que são:

• LGT-92-Li: é alimentado por uma bateria recarregável de íon de lítio de 1000mA e circuito de carga que é usado para rastreamento em tempo real com um uplink de rastreamento curto.
• LGT-92-AA: Desative o circuito de carga para obter o menor consumo de energia e energia diretamente por baterias AA. Isso é projetado para rastreamento de ativos onde só precisa fazer uplink algumas vezes por dia.

Aqui, vamos usar a variante LGT-92-Li. Alguns recursos deste Rastreador GPS são mencionados abaixo:

• Compatível com LoRaWAN 1.0.3
• Rastreamento GPS regular / em tempo real
• Acelerômetro embutido de 9 eixos
• Capacidade de detecção de movimento
• Monitoramento de energia
• Clipe de carregamento com porta USB (para LGT-92-LI)
• Alimentação da bateria de íon-lítio 1000mA (para LGT-92-LI)
• LED tricolor,
• Botão de alarme
• Bandas: CN470 / EU433 / KR920 / US915 / EU868 / AS923 / AU915AT Comandos para alterar os parâmetros

Para obter mais detalhes sobre o LGT92, você pode consultar a folha de dados deste produto aqui e o manual do usuário do produto aqui.

Etapa 4: Configurando o Nó: Nó do Rastreador GPS Baseado em Arduino

Nesta etapa, vamos configurar o primeiro tipo de nó de rastreador GPS que vamos conectar ao nosso Dragino Gateway, ou seja, o nó GPS baseado em Arduino. Este nó possui um chip GPS integrado. Embora também possamos conectar uma antena GPS adicional a esta, eu ainda usaria a integrada. O nó GPS Tracker é basicamente um escudo GPS conectado ao Arduino. O módulo LoRa conectado a ele está em um formato do tipo Zigbee e é um módulo LoRa SX1276. Antes de conectá-lo ao Dragino Gateway, precisamos instalar e configurar o Gateway com TheThingsNetwork. O processo para isso é semelhante ao que usamos para configurar o Gateway LG01-P. Você pode verificar este vídeo para o processo de configuração aqui e também pode consultar os Instructables para esse projeto aqui. Depois de fazer a configuração do Gateway. Agora precisamos fazer as conexões para o Node funcionar. Como a parte do GPS está conectada como uma blindagem, não há necessidade de fios e tudo. Precisamos apenas conectar dois cabos de jumper que são os pinos GPS-Rx e GPS-Tx que precisam ser conectados aos pinos digitais 3 e 4, respectivamente. Quando o nó é comprado, ele tem jumpers amarelos nos pinos que precisamos conectar. Remova esses jumpers primeiro, então você pode fazer as conexões. Depois de fazer essas conexões simples, agora é hora de carregar o código neste nó, o que faremos na próxima etapa.

Você pode obter uma descrição detalhada do GPS Shield aqui.

Etapa 5: Programação do Nó GPS com base em Arduino

Nesta etapa, faremos upload do programa em nosso nó baseado em Arduino. Para isso, você precisa consultar o repositório GitHub para este projeto a partir daqui e seguir as etapas abaixo:

1. Vá para o repositório Github. Lá você verá um arquivo chamado "Arduino LoRaWAN GPS Tracker.ino". Abra esse arquivo. É o código que precisa ser carregado no Arduino, então copie esse código e cole-o no IDE do Arduino.

2. Vá para o console TheThingsNetwork. Lá você precisa criar um aplicativo, fornecer a ele qualquer ID de aplicativo aleatório, alguma descrição se desejar e, em seguida, clicar no botão "Adicionar aplicativo". Assim que o aplicativo for adicionado, vá para a guia de dispositivos.

3. Lá você precisa registrar um dispositivo. Dê um ID de dispositivo exclusivo para o dispositivo. Gere um EUI de dispositivo e EUI de aplicativo aleatório e aperte o botão de registro.

4. Uma vez feito isso, você precisa ir para as configurações e mudar o método de ativação de OTAA para ABP e, em seguida, clicar no botão Salvar.

5. Na página de visão geral do dispositivo, copie o endereço do dispositivo e cole-o no código postado no IDE do Arduino em seu respectivo local. Depois disso, copie a chave de sessão de rede e a chave de sessão de aplicativo no formato codificado e cole-as no código também.

6. Feito isso, conecte o Arduino ao seu PC. Selecione a porta COM correta e aperte o botão de upload. Assim que o código for carregado. Abra o Monitor Serial a uma taxa de transmissão de 9600 e você verá alguns dados no monitor serial que simboliza que a transmissão de dados está acontecendo.

7. Depois disso, volte ao console do TheThingsNetwork e abra o aplicativo que criamos. Clique no botão Formatos de carga útil. Volte para o repositório Github, onde você verá um arquivo chamado "Arduino GPS Tracker Payload". Abra esse arquivo e copie o pequeno código escrito lá e cole-o nos formatos de carga útil. Depois disso, salve as funções de carga útil. Esta função de carga útil é usada para decodificar os dados enviados pelo nó GPS.

Nisto, concluímos a parte de Programação do nó também. Se você acessar a guia Dados, verá alguns dados aleatórios antes de a função de carga útil ser aplicada. Mas assim que a função de carga útil for aplicada. Em seguida, você verá alguns dados significativos, como Latitude, Longitude e uma mensagem dizendo função TTN Payload. Isso mostra que o nó foi conectado com sucesso e a transmissão de dados também está acontecendo. Como esse nó não está travado com os satélites GPS, é por isso que leva tempo na transmissão de dados, mas também leva se o mantivermos a céu aberto e adicionarmos uma antena adicional, então podemos melhorar significativamente o desempenho disso.

Etapa 6: Configurando o Nó Rastreador GPS LGT-92

Até agora, fizemos a instalação e configuração do nó GPS do Arduino e também enviamos dados por meio dele para o gateway. Mas, como você pode ver, o Arduino Node é um pouco volumoso e não muito apresentável. Mas não se preocupe, pois temos o nó LGT-92 GPS Tracker da Dragino. É um nó rastreador GPS leve e bonito que tem uma estrutura semelhante à do nó Arduino por dentro, mas por fora, tem um painel que tem um grande botão vermelho SOS que envia dados de emergência para o gateway quando pressionado e de o portal, podemos ler isso. Ele também tem um LED multicolorido que acende para simbolizar coisas diferentes. Há um botão liga / desliga no lado direito. Ele vem com alguns acessórios, como uma alça para amarrá-lo em algum lugar e também um cabo USB que pode ser usado para conectá-lo a um conversor USB para serial e de lá você pode conectá-lo ao seu PC. No nosso caso, não precisamos fazer nenhuma codificação, pois o LGT-92 vem pré-configurado. A caixa que vem contém alguns dados, como o dispositivo EUI e outras coisas, por isso precisamos manter a caixa com segurança conosco.

Agora chegando à parte de configuração. Precisamos criar um aplicativo como fizemos no caso do nó GPS Arduino. Mas é necessário fazer algumas alterações conforme abaixo:

1. Quando entramos na guia EUI nas configurações, vemos que já existe um EUI padrão. Precisamos remover esse EUI e inserir o EUI do aplicativo presente na caixa do LGT-92.

2. Agora precisamos criar um dispositivo e dentro das configurações do dispositivo, precisamos inserir a EUI do dispositivo e a chave do aplicativo que obteremos na caixa. Assim que esses dois forem inseridos, nosso dispositivo será registrado e estará pronto para uso.

Desta forma, a configuração é feita e nosso dispositivo está pronto para ser usado como um nó.

Etapa 7: Testando o Funcionamento do LGT-92

Até a etapa anterior, concluímos a instalação, a parte de configuração e o registro do dispositivo de nosso nó do Rastreador GPS LGT-92. Agora, quando ligarmos o LGT-92, veremos uma luz verde enquanto ele liga. À medida que o dispositivo liga, a luz se apaga e pisca após um determinado período de tempo. A luz piscando será de cor azul, o que mostra que os dados são enviados naquele momento. Agora, quando formos na guia Dados, veremos que existem alguns dados aleatórios. Portanto, precisamos alterar o formato de carga útil como fizemos para o nó Arduino. Vá para o repositório Github onde você verá um arquivo chamado "LGT-92 GPS Tracker Payload". Abra o arquivo e copie o código ali escrito. Agora volte para o console TheThingsNetwork, lá você precisa ir para a guia Payload Format e colar o código lá. Salve as alterações e pronto. Agora, quando você voltar para a guia Dados, verá que agora os dados estão em algum formato compreensível. Lá você verá dados como a tensão da bateria, latitude, longitude, etc, também verá alguns dados dizendo Alarm_status: False que mostra que o botão SOS não está pressionado.

Desta forma, demos uma olhada no LPS-8 Dragino Gateway e no nó LGT-92 GPS Tracker e os configuramos para enviar e receber dados de localização. Esses dispositivos podem ser muito úteis para fazer projetos baseados em LoRa. Vou tentar fazer alguns projetos com eles no futuro também. Espero que tenha gostado deste tutorial. Esperamos vê-lo na próxima vez.