LoRaWan+NB-IOT

Sa novim firmverom 2.3.1(150), LoRaWan, NB-IOT i drugi eksterni senzori sada takođe mogu biti integrisani.

Međutim, preduvjet je da predaju svoje podatke senzora MQTT brokeru, OpenSprinkler može se pretplatiti na ovo kao podatke senzora.

Senzor je integrisan sa svojom "temom" i tekst/JSON filterom. Kontroler za navodnjavanje tada može koristiti ovu vrijednost.

Kako to funkcioniše:

• LoRa WAN senzori se nalaze u radijusu LoRa WAN čvorišta, ovisno o verziji, s dometom do 10 km. Vi sami upravljate LoRa WAN čvorištem, koji se naziva i gateway, i povezujete ga na svoju mrežu
• NB-IoT senzori su integrisani preko portala provajdera. Budući da NB-IoT radi preko mobilne mreže, senzor se može locirati bilo gdje - pod uvjetom da postoji prijem.
• Na mrežnom prolazu ili portalu provajdera aktivirajte funkciju MQTT i koristite je za izvoz podataka senzora. Ovisno o verziji, može biti potrebna daljnja implementacija s IoT alatom za upravljanje kao što je ChirpStack, koji pretvara "gole" podatke senzora u podatke za procjenu.
• In OpenSprinkler povežite ovo preko MQTT opcija, a zatim kreirajte novi senzor tipa “MQTT pretplata”.
• Unesite podatke o pretplati i filter podataka u senzor.
• Završeno! Čim su podaci primljeni, vrijednosti se prikazuju i pohranjuju.

Detaljno o konfiguraciji senzora

Dva MQTT senzora su označena crvenom bojom. Ostali senzori su integrisani preko analogne senzorske ploče

Uredi senzor

Klikom na “Dodaj senzor” ili na naziv postojećeg senzora dobijate sljedeći uređivač:

Ovaj primjer pokazuje CHIRPSTACK integraciju MQTT podataka. Struktura je definirana na sljedeći način:

aplikacija/ /uređaj/ /event/up

Najbolje je pogledati moguće vrijednosti pomoću alata, kao što je MQTT Explorer. Često je zbunjujuće, posebno za početnike, da se ništa ne prikazuje u MQTT Exploreru. Budući da podaci senzora stižu samo svakih 10 minuta (u zavisnosti od konfiguracije), jednostavno morate napustiti MQTT Explorer na neko vrijeme.

Za polje MQTT filtera unesite naziv polja koje treba pročitati. U CHIRPSTACK-u možete vidjeti polja koja su očitana pod “Profili uređaja” / “Mjerenja”. Ako se ovdje ništa ne pojavi, prvo morate spremiti skriptu na kartici “CODEC”; predlošci vam mogu pomoći ili možete pitati proizvođača senzora.

Zašto LoRaWAN ili NB-IoT, a ne Wi-Fi ili Bluetooth?

Najveći problem sa senzorima je taj što im je potrebna energija. Ako možete položiti kabl za napajanje, onda obično možete položiti i kabl za prenos podataka. Ali ako to nije moguće, kako spojiti ove senzore?

Da bismo odgovorili na ovo pitanje, napravili smo neke eksperimente i rezultate prikazali ovdje.

• Bluetooth ne radi, domet je jednostavno prekratak.
• WiFi se može koristiti, ali potrošnja energije je toliko velika da ili morate mijenjati baterije svake 4 sedmice ili su vam potrebne ogromne baterije. Ovo se također može poboljšati fotonaponskom opremom, ali tada već imate visoke investicijske troškove po senzoru. Osim toga, postoji određeni rizik od oštećenja imovine prilikom ugradnje na otvorenom.
• LoRaWAN je ovdje prikladniji jer su baterije dugotrajne i često traju i do 10 godina. Domet na otvorenom može biti do 10 km (otvoreno polje, urbana područja cca. 2 km). Budući da se LoRaWAN može koristiti bez licence, postoje samo jednokratni troškovi.
• NB-IoT je također vrlo prikladan ako postoji odgovarajuća pokrivenost mobilnim telefonom. To znači da je raspon gotovo „beskonačan“ jer se podaci senzora isporučuju usluzi u oblaku. Međutim, postoje tekući troškovi

Realizacija i testiranje

Za naš test smo koristili Milesight UG65-868M kao LoRaWAN gateway, kao i Dragino LSE01 i Milesight EM-500 SMTC senzore vlage u zemljištu. Pošto UG65 takođe može aktivirati MQTT brokera sa najnovijim ažuriranjem (ChirpStack-common mora biti aktiviran), može se povezati kao nezavisni MQTT server.

Oba senzora mogu mjeriti ne samo vlažnost tla, već i temperaturu tla i dielektričnu provodljivost (permitivnost). Posljednja vrijednost je posebno važna za poljoprivredni sektor, jer se može koristiti i za određivanje sadržaja gnojiva u tlu.

Milesight UG65 ima priključke za napajanje pozadi i njime se može upravljati preko POE. Također ima WiFi i čak može poslužiti kao pristupna tačka. Druge antene i LTE modul su takođe dostupni kao opcije.

Milesight EM-500 SMTC je više od običnog senzora vlage u zemljištu. Može mjeriti temperaturu tla i permitivnost. Sastoji se od dvije komponente koje su povezane kablom. Nadzemno je odašiljač, a pod zemljom je stvarni senzor. Uključen je držač za jarbol.

Dragino LSE01 je sličan EM500, takođe može mjeriti vlažnost tla, temperaturu i permitivnost. Čini se da su svi Dragino senzori slični, svi proizvodi imaju isti predajnik.

ChirpStack

Prilikom postavljanja Chirpstack-a, važno je prvo postaviti profile za senzore (“Profili uređaja”). Ovdje snimate senzore s njihovim općim podacima uređaja. Možete odabrati zadane postavke pomoću funkcije “Odaberite predložak profila uređaja”. Cijela ova konfiguracija je neophodna kako bi se binarni podaci senzora mogli pretvoriti u čitljive vrijednosti. Stoga je funkcija “Codec” također najvažnija funkcija ovdje.

Međutim, trebalo mi je neko vrijeme da shvatim da su ove specifikacije kodeka zastarjele. Aktuelne kodeke možete pronaći ovdje:

Milesight: https://github.com/Milesight-IoT/SensorDecoders

Dragino: https://github.com/dragino/dragino-end-node-decoder

Da biste to učinili, jednostavno odaberite pravi senzor, preuzmite datoteku za ChirpStack, otvorite je u uređivaču i zalijepite je u polje kodeka.

Zatim kreirajte "Aplikaciju" i unesite senzore pod "Uređaji". Također je važno znati JOIN podatke senzora; oni su obično otisnuti na uređajima, na natpisnoj pločici, u samom uređaju ili u pratećim dokumentima.

Sada kada je sve postavljeno, morate pokrenuti JOIN na senzorima. Ovaj proces prvo povezuje senzor sa vašim pristupom - inače bi svi mogli kontrolirati vaše senzore. To možete učiniti pomoću APP-a (Milesight ima APP “Toolbox”) ili otvorite uređaj i pritisnete posebno dugme JOIN. Ponekad jednostavno morate nakratko izvaditi bateriju i uključiti je, tada se pokreće JOIN proces.

Podaci bi sada trebali stići u ChirpStack. Ali budite strpljivi, senzori šalju signal samo svakih 10 minuta, tako da ovo može potrajati.

MQTT

Chirpstack ima svog MQTT brokera, ali možete koristiti i svoj MQTT. Kako bi primao podatke od Chirpstack MQTT brokera, postavio sam MQTT most i proslijedio sve. Neophodan program za to se zove "Mosquitto"

Forwarder.conf u folderu /etc/mosquitto/conf.d za mene izgleda ovako:

connection bridge-01
address 192.168.0.50:1884
topic # out 0
topic # in 0

gdje je 192.168.0.50:1884 IP i port Chirpstack MQTT brokera

Više detalja uskoro. Firmver dostupan od aprila 2024. TESTER WANTED!