LoRaWan+NB-IOT

Avec le nouveau firmware 2.3.1(150), LoRaWan, NB-IOT et d'autres capteurs externes peuvent désormais également être intégrés.

Cependant, la condition préalable est qu'ils transmettent les données de leurs capteurs à un courtier MQTT, OpenSprinkler peut ensuite s'y abonner en tant que données de capteur.

Le capteur est intégré avec son « sujet » et un filtre texte/JSON. Le contrôleur d'irrigation peut alors utiliser cette valeur.

Comment ça marche:

Les capteurs LoRa WAN sont placés dans le rayon d'un hub LoRa WAN, selon la version, avec une portée allant jusqu'à 10 km. Vous exploitez vous-même le hub LoRa WAN, également appelé passerelle et le connectez à votre réseau
Les capteurs NB-IoT sont intégrés via le portail du fournisseur. Étant donné que le NB-IoT fonctionne sur le réseau cellulaire, le capteur peut être localisé n'importe où, à condition qu'il y ait une réception.
Dans la passerelle ou le portail du fournisseur, activez la fonction MQTT et utilisez-la pour exporter les données du capteur. Selon la version, une mise en œuvre plus poussée avec un outil de gestion IoT tel que ChirpStack peut être nécessaire, qui convertit les données « nues » des capteurs en données évaluables.
In OpenSprinkler connectez-le via les options MQTT puis créez un nouveau capteur de type « MQTT Subscription ».
Saisissez les informations d'abonnement et le filtre de données dans le capteur.
Complet! Dès la réception des données, les valeurs sont affichées et enregistrées.

Configuration du capteur en détail

Les deux capteurs MQTT sont marqués en rouge. Les autres capteurs sont intégrés via la carte capteur analogique

Modifier le capteur

En cliquant sur « Ajouter un capteur » ou sur le nom d'un capteur existant vous obtenez l'éditeur suivant :

Cet exemple montre une intégration CHIRPSTACK de données MQTT. La structure est définie comme suit :

application/ /appareil/ /événement/haut

Il est préférable d'examiner les valeurs possibles à l'aide d'un outil tel que MQTT Explorer. Il est souvent déroutant, surtout pour les débutants, que rien ne soit affiché dans l'explorateur MQTT. Comme les données du capteur n'arrivent que toutes les 10 minutes (selon la configuration), il vous suffit de quitter l'explorateur MQTT pendant un moment.

Pour le champ Filtre MQTT, saisissez le nom du champ à lire. Dans CHIRPSTACK, vous pouvez voir les champs lus sous « Profils d'appareil » / « Mesures ». Si rien n'apparaît ici, vous devez d'abord enregistrer un script dans l'onglet « CODEC » ; les modèles peuvent vous aider ici ou vous pouvez demander au fabricant du capteur.

Pourquoi LoRaWAN ou NB-IoT et pas Wi-Fi ou Bluetooth ?

Le plus gros problème avec les capteurs est qu’ils nécessitent de l’énergie. Si vous pouvez poser un câble d'alimentation, vous pouvez généralement également poser un câble de données. Mais si cela n’est pas possible, comment connecter ces capteurs ?

Pour répondre à cette question, nous avons réalisé quelques expériences et présentons ici les résultats.

Le Bluetooth échoue, la portée est tout simplement trop courte.
Le WiFi peut être utilisé, mais la consommation d'énergie est si élevée que vous devez soit changer les piles toutes les 4 semaines, soit avoir besoin d'énormes piles. Cela peut également être amélioré avec le photovoltaïque, mais les coûts d'investissement par capteur sont déjà élevés. De plus, il existe un certain risque de dommages matériels lors d’une installation à l’extérieur.
LoRaWAN est ici plus adapté car les batteries sont durables et durent souvent jusqu'à 10 ans. La portée en extérieur peut aller jusqu'à 10 km (champ ouvert, zones urbaines environ 2 km). Étant donné que LoRaWAN peut être exploité sans licence, il n'y a que des coûts uniques.
Le NB-IoT est également très adapté s’il existe une couverture de téléphonie mobile appropriée. Cela signifie que la portée est pratiquement « infinie » car les données du capteur sont transmises à un service cloud. Cependant, il y a des coûts permanents

Réalisation et tests

Pour notre test, nous avons utilisé un Milesight UG65-868M comme passerelle LoRaWAN, ainsi qu'un Dragino LSE01 et un capteur d'humidité du sol Milesight EM-500 SMTC. Étant donné que l'UG65 peut également activer un courtier MQTT avec la dernière mise à jour (ChirpStack-common doit être activé), il peut être connecté en tant que serveur MQTT indépendant.

Les deux capteurs peuvent mesurer non seulement l’humidité du sol, mais également sa température et sa conductivité diélectrique (permittivité). Cette dernière valeur est particulièrement importante pour le secteur agricole, car elle peut également être utilisée pour déterminer la teneur en engrais du sol.

Le Milesight UG65 a les connexions d'alimentation à l'arrière et peut être utilisé via POE. Il dispose également du WiFi et peut même servir de point d’accès. D'autres antennes et un module LTE sont également disponibles en options.

Le Milesight EM-500 SMTC est plus qu'un simple capteur d'humidité du sol. Il peut mesurer la température et la permittivité du sol. Il se compose de deux composants reliés par un câble. La partie aérienne est l'émetteur, le sous-sol est le véritable capteur. Un support de mât est inclus.

Le Dragino LSE01 est similaire au EM500, il peut également mesurer l'humidité, la température et la permittivité du sol. Tous les capteurs Dragino semblent similaires, tous les produits ont le même émetteur.

ChirpStack

Lors de la configuration de Chirpstack, il est important de d'abord configurer des profils pour les capteurs (« Profils de périphérique »). Ici, vous enregistrez les capteurs avec leurs données générales sur l'appareil. Vous pouvez sélectionner les valeurs par défaut à l'aide de la fonction « Sélectionner un modèle de profil de périphérique ». Toute cette configuration est nécessaire pour que les données binaires du capteur puissent être converties en valeurs lisibles. C’est pourquoi la fonction « Codec » est également ici la fonction la plus importante.

Cependant, il m’a fallu un certain temps pour réaliser que ces spécifications de codec étaient obsolètes. Les codecs actuels peuvent être trouvés ici :

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

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

Pour ce faire, sélectionnez simplement le bon capteur, téléchargez le fichier pour ChirpStack, ouvrez-le avec un éditeur et collez-le dans le champ du codec.

Ensuite, créez une « Application » et entrez les capteurs sous « Appareils ». Il est également important de connaître les données JOIN des capteurs ; celles-ci sont généralement imprimées sur les appareils, sur la plaque signalétique, sur l'appareil lui-même ou dans les documents d'accompagnement.

Maintenant que tout est mis en place, il faut déclencher le JOIN sur les capteurs. Ce processus connecte d'abord le capteur à votre passerelle, sinon tout le monde pourrait contrôler vos capteurs. Vous pouvez soit le faire avec une application (Milesight a l'application « Toolbox »), soit ouvrir l'appareil et appuyer sur un bouton spécial JOIN. Parfois, il suffit de retirer brièvement la batterie et de la brancher, le processus JOIN se déclenche alors.

Les données devraient maintenant arriver dans ChirpStack. Mais soyez patient, les capteurs n’envoient un signal que toutes les 10 minutes, cela peut donc prendre du temps.

MQTT

Chirpstack possède son propre courtier MQTT, mais vous pouvez également utiliser votre propre MQTT. Pour qu'il reçoive les données du courtier Chirpstack MQTT, j'ai mis en place un pont MQTT et j'ai tout transmis. Le programme nécessaire pour cela s'appelle « Mosquito »

Le forwarder.conf dans le dossier /etc/mosquitto/conf.d ressemble pour moi à ceci :

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

où 192.168.0.50:1884 est l'adresse IP et le port du courtier Chirpstack MQTT

Plus de détails à venir. Firmware disponible à partir d’avril 2024. TESTEUR RECHERCHÉ !

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