LoRaWan+NB-IOT+MQTT

Mat der neier Firmware 2.3.1(150), LoRaWan, NB-IOT an aner extern Sensoren kënnen elo och integréiert ginn.

Wéi och ëmmer, d'Viraussetzung ass datt se hir Sensordaten un en MQTT Broker iwwerginn, OpenSprinkler kann dat dann als Sensordaten abonnéieren.

De Sensor ass integréiert mat sengem "Thema" an engem Text / JSON Filter. De Bewässerungskontroller kann dann dëse Wäert benotzen.

Ewéi et funktionéiert:

• LoRa WAN Sensoren sinn am Radius vun engem LoRa WAN Hub plazéiert, jee no Versioun, mat enger Reechwäit vu bis zu 10 km. Dir bedreift de LoRa WAN Hub, och Gateway genannt, selwer a verbënnt et mat Ärem Netz
• NB-IoT Sensoren ginn iwwer de Providerportal integréiert. Zënter datt NB-IoT iwwer den Zellularnetz funktionnéiert, kann de Sensor iwwerall lokaliséiert ginn - virausgesat datt et Empfang ass.
• Am Paart oder Provider Portal, aktivéiert d'MQTT Funktioun a benotzt se fir d'Sensordaten ze exportéieren. Ofhängeg vun der Versioun, kann weider Implementatioun mat engem IoT Gestiounsinstrument wéi ChirpStack néideg sinn, wat déi "blo" Sensordaten an evaluéierbar Daten konvertéiert.
• In OpenSprinkler verbënnt dëst iwwer d'MQTT Optiounen an erstellt dann en neie Sensor vum Typ "MQTT Abonnement".
• Gitt d'Abonnementinformatioun an den Datefilter am Sensor un.
• Komplett! Soubal d'Donnéeën opgeholl ginn, ginn d'Wäerter ugewisen a gespäichert.

Sensor Configuratioun am Detail

Déi zwee MQTT Sensoren si rout markéiert. Déi aner Sensoren ginn iwwer den Analog Sensor Board integréiert

Sensor änneren

Andeems Dir op "Sensor addéieren" oder op den Numm vun engem existente Sensor klickt, kritt Dir de folgenden Editor:

Dëst Beispill weist eng CHIRPSTACK Integratioun vun MQTT Daten. D'Struktur ass wéi follegt definéiert:

Applikatioun/ /Apparat/ /event/op

Et ass am beschten déi méiglech Wäerter mat engem Tool ze kucken, sou wéi MQTT Explorer. Et ass dacks duerchernee, besonnesch fir Ufänger, datt näischt am MQTT Explorer ugewise gëtt. Well d'Sensordaten nëmmen all 10 Minutte kommen (je no der Konfiguratioun), musst Dir einfach de MQTT Explorer fir eng Zäit verloossen.

Fir de MQTT-Filterfeld gitt den Numm vum Feld an dee gelies gëtt. Am CHIRPSTACK kënnt Dir d'Felder gesinn, déi ënner "Apparatprofile" / "Mesures" gelies ginn. Wann näischt hei erschéngt, musst Dir als éischt e Skript an der Tab "CODEC" späicheren; d'Schabloune kënnen hei hëllefen oder Dir kënnt de Sensorhersteller froen.

Firwat LoRaWAN oder NB-IoT an net Wi-Fi oder Bluetooth?

De gréisste Problem mat Sensoren ass datt se Kraaft erfuerderen. Wann Dir e Stroumkabel leet, da kënnt Dir normalerweis och en Datekabel leeën. Awer wann dat net méiglech ass, wéi verbënnt Dir dës Sensoren?

Fir dës Fro ze beäntweren, hu mir e puer Experimenter gemaach an d'Resultater hei presentéieren.

• Bluetooth fällt aus, die Reichweite ist einfach zu gering (außer natürlich die Pflanzen stehen innerhalb 10m Umkreis. Kuckt hei)
• WiFi ka benotzt ginn, awer de Stroumverbrauch ass sou héich datt Dir entweder d'Batterien all 4 Woche muss änneren oder Dir braucht enorm Batterien. Dëst kann och mat Photovoltaik verbessert ginn, awer dann hutt Dir schonn héich Investitiounskäschte pro Sensor. Ausserdeem gëtt et e gewësse Risiko vu Schied un Immobilie beim Installatioun dobaussen.
• LoRaWAN ass hei méi gëeegent well d'Batterien laang dauerhaft sinn an dacks bis zu 10 Joer daueren. D'Reechwäit dobausse ka bis zu 10 km sinn (oppe Feld, urban Beräicher ca. 2 km). Zënter LoRaWAN ka lizenzfräi bedriwwe ginn, ginn et nëmmen eemoleg Käschten.
• NB-IoT ass och ganz gëeegent wann et entspriechend Handysofdeckung gëtt. Dëst bedeit datt d'Gamme quasi "onendlech" ass, well d'Sensordaten un e Cloud-Service geliwwert ginn. Et ginn awer dauernd Käschten

Realisatioun an Testen

Fir eisen Test hu mir e Milesight UG65-868M als LoRaWAN Paart benotzt, souwéi e Dragino LSE01 an e Milesight EM-500 SMTC Buedemfeuchtigkeit Sensoren. Zënter datt den UG65 och e MQTT Broker mat dem leschten Update aktivéiere kann (ChirpStack-common muss aktivéiert ginn), kann et als onofhängege MQTT Server verbonne sinn.

Béid Sensore kënnen net nëmmen Buedemfeuchtigkeit moossen, awer och Buedemtemperatur an dielektresch Konduktivitéit (Permittivitéit). Besonnesch dee leschte Wäert ass ganz wichteg fir den Agrarsecteur, well et och benotzt ka ginn fir den Düngergehalt vum Buedem ze bestëmmen.

De Milesight UG65 huet d'Kraaftverbindungen op der Réck a kann iwwer POE bedriwwe ginn. Et huet och WiFi a kann souguer als Zougangspunkt déngen. Aner Antennen an en LTE Modul sinn och als Optiounen verfügbar.

De Milesight EM-500 SMTC ass méi wéi nëmmen e Buedemfeuchtigkeitsensor. Et kann Buedemtemperatur a Permittivitéit moossen. Et besteet aus zwee Komponenten, déi mat engem Kabel verbonne sinn. Den Uewergrond ass de Sender, den Ënnergrond ass den eigentleche Sensor. E Masthalter ass mat abegraff.

Den Dragino LSE01 ass ähnlech wéi den EM500, et kann och Buedemfeuchtigkeit, Temperatur a Permittivitéit moossen. All Dragino Sensoren schéngen ähnlech ze sinn, all Produkter hunn deeselwechte Sender.

ChirpStack

Wann Dir Chirpstack opstellt, ass et wichteg fir d'éischt Profiler fir d'Sensoren opzestellen ("Device Profiles"). Hei notéiert Dir d'Sensoren mat hiren allgemengen Apparatdaten. Dir kënnt d'Defaults auswielen mat der Funktioun "Auswielen Apparat-Profil Schabloun". Dës ganz Konfiguratioun ass néideg fir datt d'binär Sensordaten an liesbare Wäerter ëmgewandelt kënne ginn. Dofir ass d'Funktioun "Codec" och déi wichtegst Funktioun hei.

Wéi och ëmmer, et huet mech e bëssen Zäit gedauert fir ze realiséieren datt dës Codec Spezifikatiounen al sinn. Déi aktuell Codecs kënnen hei fonnt ginn:

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

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

Fir dëst ze maachen, wielt einfach de richtege Sensor, luet d'Datei fir ChirpStack erof, öffnen se mat engem Editor a paste se an de Codec Feld.

Als nächst, erstellt eng "Applikatioun" a gitt d'Sensoren ënner "Geräter". Et ass och wichteg d'JOIN-Date vun de Sensoren ze kennen; dës ginn normalerweis op den Apparater, op der Nummplack, am Apparat selwer oder an de Begleedungsdokumenter gedréckt.

Elo datt alles opgeriicht ass, musst Dir de JOIN op de Sensoren ausléisen. Dëse Prozess verbënnt als éischt de Sensor mat Ärem Paart - soss kéint jiddereen Är Sensoren kontrolléieren. Dir kënnt dat entweder mat enger APP maachen (Milesight huet d'"Toolbox" APP) oder Dir öffnet den Apparat an dréckt op e spezielle JOIN Knäppchen. Heiansdo musst Dir just d'Batterie kuerz erofhuelen an se an d'Stecken, da gëtt de JOIN-Prozess ausgeléist.

D'Donnéeë sollen elo an ChirpStack ukommen. Awer w.e.g. Gedold, d'Sensoren schécken nëmmen e Signal all 10 Minutten, also kann dat Zäit huelen.

MQTT

Chirpstack huet säin eegene MQTT Broker, awer Dir kënnt och Ären eegene MQTT benotzen. Sou datt et d'Donnéeë vum Chirpstack MQTT Broker kritt, hunn ech eng MQTT Bréck opgeriicht an alles weiderginn. Den néidege Programm fir dëst gëtt "Mosquitto" genannt

De forwarder.conf am /etc/mosquitto/conf.d Dossier gesäit fir mech esou aus:

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

wou 192.168.0.50:1884 den IP an den Hafen vum Chirpstack MQTT Broker ass

Wenn nun alles eingerichtet, sollte wie oben dargestellt die Werte automatisch im OpenSprinkler erscheinen. Konfigurieren Sie nun eine Programmanpassung für diesen Sensor, z.B. so:

Damit wird die Bewässerung zwischen 10% bis 20% Bodenfeuchtigkeit gehalten. Die Bewässerungsanpassung ist dabei von 0 bis 200%