LoRaWan+NB-IOT

Az új 2.3.1(150) firmware-rel a LoRaWan, az NB-IOT és más külső érzékelők is integrálhatók.

Ennek előfeltétele azonban, hogy átadják az érzékelő adatait egy MQTT brókernek, OpenSprinkler ezután előfizethet erre szenzoradatként.

Az érzékelő integrálva van a „témájával” és egy szöveges/JSON-szűrővel. Az öntözésvezérlő ezután használhatja ezt az értéket.

Hogyan működik:

• A LoRa WAN szenzorok egy LoRa WAN hub sugarán belül helyezkednek el, változattól függően, hatótávolsága akár 10 km. Ön maga üzemelteti a LoRa WAN hubot, más néven átjárót, és csatlakoztatja a hálózatához
• Az NB-IoT érzékelők a szolgáltatói portálon keresztül vannak integrálva. Mivel az NB-IoT a mobilhálózaton keresztül működik, az érzékelő bárhol elhelyezhető – feltéve, hogy van vétel.
• Az átjáróban vagy a szolgáltatói portálon aktiválja az MQTT funkciót, és használja az érzékelőadatok exportálására. A verziótól függően további implementációra lehet szükség egy IoT-kezelő eszközzel, mint például a ChirpStack, amely a „csupasz” szenzoradatokat értékelhető adatokká alakítja.
• In OpenSprinkler csatlakoztassa ezt az MQTT opciókon keresztül, majd hozzon létre egy új „MQTT előfizetés” típusú érzékelőt.
• Adja meg az előfizetési információkat és az adatszűrőt az érzékelőben.
• Teljes! Amint az adatok beérkeznek, az értékek megjelennek és elmentésre kerülnek.

Az érzékelő konfigurációja részletesen

A két MQTT érzékelő pirossal van jelölve. A többi érzékelő az analóg érzékelőkártyán keresztül integrálva van

Érzékelő szerkesztése

Az „Érzékelő hozzáadása” lehetőségre vagy egy meglévő érzékelő nevére kattintva a következő szerkesztőt kapja:

Ez a példa az MQTT adatok CHIRPSTACK-integrációját mutatja be. A szerkezet a következőképpen van meghatározva:

Alkalmazás/ /eszköz/ /event/up

A legjobb, ha egy eszköz, például az MQTT Explorer segítségével nézi meg a lehetséges értékeket. Gyakran zavaró, különösen a kezdők számára, hogy semmi sem jelenik meg az MQTT Explorerben. Mivel az érzékelő adatok csak 10 percenként érkeznek (konfigurációtól függően), egyszerűen el kell hagynia egy időre az MQTT Explorert.

Az MQTT szűrő mezőben adja meg az olvasni kívánt mező nevét. A CHIRPSTACK-ban láthatja az „Eszközprofilok” / „Mérések” alatt kiolvasott mezőket. Ha itt semmi nem jelenik meg, először el kell mentenie egy szkriptet a „CODEC” fülre, itt segíthetnek a sablonok, vagy kérdezheti meg az érzékelő gyártóját.

Miért a LoRaWAN vagy az NB-IoT, és miért nem a Wi-Fi vagy a Bluetooth?

A legnagyobb probléma az érzékelőkkel, hogy áramot igényelnek. Ha tud tápkábelt fektetni, akkor általában adatkábelt is le tud fektetni. De ha ez nem lehetséges, hogyan kell csatlakoztatni ezeket az érzékelőket?

A kérdés megválaszolásához néhány kísérletet végeztünk, és az eredményeket itt mutatjuk be.

• A Bluetooth nem működik, a hatótáv egyszerűen túl rövid.
• A WiFi használható, de az áramfelvétel olyan nagy, hogy vagy 4 hetente kell elemet cserélni, vagy hatalmas akkumulátorok kellenek. Ezen a fotovoltaikával is lehet javítani, de akkor már magas az érzékelőnkénti beruházási költség. Ezen túlmenően, a szabadban történő telepítés során fennáll az anyagi károk bizonyos kockázata.
• A LoRaWAN alkalmasabb itt, mert az akkumulátorok hosszú élettartamúak és gyakran akár 10 évig is működnek. A kültéri hatótáv akár 10 km is lehet (nyílt területen, városi területeken kb. 2 km). Mivel a LoRaWAN licenc nélkül üzemeltethető, csak egyszeri költségek merülnek fel.
• Az NB-IoT is nagyon alkalmas, ha megfelelő mobiltelefon-lefedettség van. Ez azt jelenti, hogy a hatótávolság gyakorlatilag „végtelen”, mivel az érzékelőadatok egy felhőszolgáltatáshoz kerülnek. Vannak azonban folyamatos költségek

Megvalósítás és tesztelés

Tesztünkhöz egy Milesight UG65-868M LoRaWAN átjáróként, valamint egy Dragino LSE01 és egy Milesight EM-500 SMTC talajnedvesség-érzékelőt használtunk. Mivel az UG65 a legfrissebb frissítéssel MQTT brókert is képes aktiválni (a ChirpStack-commont aktiválni kell), így független MQTT szerverként is csatlakoztatható.

Mindkét érzékelő nemcsak a talaj nedvességtartalmát, hanem a talaj hőmérsékletét és a dielektromos vezetőképességet (permittivitást) is képes mérni. Különösen az utolsó érték nagyon fontos a mezőgazdasági szektor számára, mivel a talaj műtrágyatartalmának meghatározására is használható.

A Milesight UG65 tápcsatlakozói a hátoldalon vannak, és POE-n keresztül működtethető. WiFi is van, és akár hozzáférési pontként is szolgálhat. Opcióként más antennák és LTE-modul is elérhető.

A Milesight EM-500 SMTC több, mint egy talajnedvesség-érzékelő. Képes mérni a talaj hőmérsékletét és áteresztőképességét. Két alkatrészből áll, amelyek kábellel vannak összekötve. A föld feletti az adó, a föld alatti a tényleges érzékelő. Árboctartó is tartozik hozzá.

A Dragino LSE01 hasonló az EM500-hoz, talajnedvességet, hőmérsékletet és permittivitást is képes mérni. Az összes Dragino érzékelő hasonlónak tűnik, minden terméknek ugyanaz az adója.

ChirpStack

A Chirpstack beállításakor fontos először beállítani az érzékelők profiljait („Eszközprofilok”). Itt rögzítheti az érzékelőket a készülék általános adataival. Az alapértelmezett beállításokat az „Eszközprofil-sablon kiválasztása” funkcióval választhatja ki. Ez a teljes konfiguráció szükséges ahhoz, hogy a bináris szenzoradatok olvasható értékekké konvertálhatók legyenek. Ezért a „kodek” funkció itt is a legfontosabb funkció.

Azonban eltartott egy ideig, amíg rájöttem, hogy ezek a kodek-specifikációk elavultak. Az aktuális kodekek itt találhatók:

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

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

Ehhez egyszerűen válassza ki a megfelelő érzékelőt, töltse le a ChirpStack fájlt, nyissa meg egy szerkesztővel, és illessze be a kodek mezőbe.

Ezután hozzon létre egy „Alkalmazást”, és adja meg az érzékelőket az „Eszközök” alatt. Fontos tudni a szenzorok JOIN adatait is, ezek általában az eszközökön, adattáblán, magán a készüléken vagy a kísérő dokumentumokban vannak kinyomtatva.

Most, hogy minden be van állítva, aktiválnia kell a JOIN funkciót az érzékelőkön. Ez a folyamat először csatlakoztatja az érzékelőt az átjáróhoz – különben mindenki irányíthatná az érzékelőit. Ezt megteheti egy APP-vel (a Milesight rendelkezik a „Toolbox” alkalmazással), vagy megnyitja az eszközt, és megnyom egy speciális JOIN gombot. Néha csak rövid időre ki kell venni az akkumulátort, és be kell dugni, ekkor elindul a JOIN folyamat.

Az adatoknak most meg kell érkezniük a ChirpStackbe. De légy türelmes, az érzékelők csak 10 percenként küldenek jelet, így ez időbe telhet.

MQTT

A Chirpstack rendelkezik saját MQTT-brókerrel, de használhatja saját MQTT-jét is. Annak érdekében, hogy megkapja az adatokat a Chirpstack MQTT brókertől, létrehoztam egy MQTT hidat, és mindent továbbítottam. Az ehhez szükséges program a „Mosquitto”

A /etc/mosquitto/conf.d mappában található forwarder.conf számomra így néz ki:

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

ahol a 192.168.0.50:1884 a Chirpstack MQTT bróker IP-je és portja

További részletek hamarosan. A firmware 2024 áprilisától érhető el. TESZTELŐ KERES!