LoRaWan+NB-IOT

S novým firmvérom 2.3.1(150) LoRaWan je teraz možné integrovať aj NB-IOT a ďalšie externé senzory.

Predpokladom však je, že svoje údaje zo senzorov odovzdajú brokerovi MQTT, OpenSprinkler si to potom môže predplatiť ako dáta senzora.

Senzor je integrovaný s jeho „témou“ a textovým/JSON filtrom. Regulátor zavlažovania potom môže použiť túto hodnotu.

Tak funktioniert es:

LoRa WAN senzory sú umiestnené v okruhu LoRa WAN hubu, v závislosti od verzie, s dosahom až 10 km. LoRa WAN hub, nazývaný aj brána, obsluhujete sami a pripájate ho k svojej sieti
Senzory NB-IoT sú integrované cez portál poskytovateľa. Keďže NB-IoT funguje cez mobilnú sieť, senzor môže byť umiestnený kdekoľvek – za predpokladu, že je tam príjem.
V bráne alebo portáli poskytovateľa aktivujte funkciu MQTT a použite ju na export údajov snímača. V závislosti od verzie môže byť potrebná ďalšia implementácia s nástrojom na správu internetu vecí, ako je ChirpStack, ktorý konvertuje „holé“ údaje senzora na vyhodnotiteľné údaje.
In OpenSprinkler pripojte ho cez možnosti MQTT a potom vytvorte nový senzor typu „MQTT Subscription“.
Zadajte informácie o predplatnom a dátový filter v senzore.
Hotovo! Hneď po prijatí údajov sa hodnoty zobrazia a uložia.

Podrobná konfigurácia snímača

Dva snímače MQTT sú označené červenou farbou. Ostatné snímače sú integrované cez analógovú dosku snímačov

Upraviť senzor

Kliknutím na „Pridať senzor“ alebo na názov existujúceho senzora získate nasledujúci editor:

Tento príklad ukazuje integráciu údajov MQTT CHIRPSTACK. Štruktúra je definovaná takto:

prihláška/ /zariadenie/ /udalosť/up

Najlepšie je pozrieť sa na možné hodnoty pomocou nástroja, ako je napríklad MQTT Explorer. Najmä pre začiatočníkov je často mätúce, že v MQTT Explorer sa nič nezobrazuje. Pretože dáta senzora prichádzajú len každých 10 minút (v závislosti od konfigurácie), musíte MQTT Explorer jednoducho na chvíľu opustiť.

Do poľa Filter MQTT zadajte názov poľa, ktoré sa má čítať. V CHIRPSTACK môžete vidieť polia načítané v časti „Profily zariadení“ / „Merania“. Ak sa tu nič nezobrazí, musíte najskôr uložiť skript v záložke „KODEC“, pomôžu vám šablóny alebo sa môžete opýtať výrobcu snímača.

Prečo LoRaWAN alebo NB-IoT a nie Wi-Fi alebo Bluetooth?

Najväčším problémom senzorov je, že vyžadujú napájanie. Ak môžete položiť napájací kábel, môžete zvyčajne položiť aj dátový kábel. Ale ak to nie je možné, ako tieto senzory pripojíte?

Aby sme na túto otázku odpovedali, urobili sme niekoľko experimentov a výsledky uvádzame tu.

Bluetooth zlyhá, dosah je jednoducho príliš krátky.
WiFi sa dá použiť, ale spotreba energie je taká vysoká, že buď musíte meniť batérie každé 4 týždne, alebo potrebujete obrovské batérie. To sa dá vylepšiť aj fotovoltaikou, ale potom už máte vysoké investičné náklady na jeden senzor. Okrem toho existuje určité riziko poškodenia majetku pri inštalácii v exteriéri.
LoRaWAN je tu vhodnejší, pretože batérie majú dlhú výdrž a často vydržia až 10 rokov. Vonkajší dosah môže byť až 10 km (otvorený terén, mestské oblasti cca 2 km). Keďže LoRaWAN je možné prevádzkovať bez licencie, existujú len jednorazové náklady.
NB-IoT je tiež veľmi vhodný, ak existuje vhodné pokrytie mobilným telefónom. To znamená, že rozsah je prakticky „nekonečný“, pretože údaje zo senzorov sa doručujú do cloudovej služby. Existujú však priebežné náklady

Realizácia a testovanie

Pre náš test sme použili Milesight UG65-868M ako bránu LoRaWAN, ako aj senzory pôdnej vlhkosti Dragino LSE01 a Milesight EM-500 SMTC. Keďže UG65 dokáže aktivovať aj MQTT brokera s najnovšou aktualizáciou (musí byť aktivovaný ChirpStack-common), môže byť pripojený ako nezávislý MQTT server.

Oba senzory dokážu merať nielen vlhkosť pôdy, ale aj teplotu pôdy a dielektrickú vodivosť (permitivitu). Najmä posledná hodnota je veľmi dôležitá pre sektor poľnohospodárstva, pretože sa môže použiť aj na určenie obsahu hnojív v pôde.

Milesight UG65 má napájacie konektory na zadnej strane a možno ho ovládať cez POE. Disponuje aj WiFi a dokonca môže slúžiť ako prístupový bod. Voliteľne sú k dispozícii aj ďalšie antény a modul LTE.

Milesight EM-500 SMTC je viac než len snímač pôdnej vlhkosti. Dokáže merať teplotu pôdy a permitivitu. Skladá sa z dvoch komponentov, ktoré sú spojené káblom. Nad zemou je vysielač, pod zemou je skutočný senzor. Súčasťou je držiak na stožiar.

Dragino LSE01 je podobný EM500, dokáže merať aj vlhkosť pôdy, teplotu a permitivitu. Všetky snímače Dragino sa zdajú byť podobné, všetky produkty majú rovnaký vysielač.

ChirpStack

Pri nastavovaní Chirpstacku je dôležité najprv nastaviť profily pre senzory („Profily zariadení“). Tu zaznamenáte snímače s ich všeobecnými údajmi o zariadení. Predvolené hodnoty môžete vybrať pomocou funkcie „Vybrať šablónu profilu zariadenia“. Celá táto konfigurácia je potrebná na to, aby sa dáta binárnych snímačov dali previesť na čitateľné hodnoty. Preto je tu najdôležitejšou funkciou aj funkcia „Codec“.

Chvíľu mi však trvalo, kým som si uvedomil, že tieto špecifikácie kodekov sú zastarané. Aktuálne kodeky nájdete tu:

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

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

Ak to chcete urobiť, jednoducho vyberte správny snímač, stiahnite súbor pre ChirpStack, otvorte ho pomocou editora a vložte ho do poľa pre kodek.

Ďalej vytvorte „Aplikáciu“ a zadajte senzory pod „Zariadenia“. Dôležité je poznať aj JOIN údaje snímačov, ktoré sú zvyčajne vytlačené na zariadeniach, na typovom štítku, v samotnom zariadení alebo v sprievodných dokumentoch.

Teraz, keď je všetko nastavené, musíte na senzoroch spustiť JOIN. Tento proces najskôr pripojí senzor k vašej bráne – inak by vaše senzory mohol ovládať každý. Môžete to urobiť buď pomocou APP (Milesight má APP „Toolbox“) alebo otvoríte zariadenie a stlačíte špeciálne tlačidlo JOIN. Niekedy stačí nakrátko vybrať batériu a zapojiť ju, potom sa spustí proces JOIN.

Údaje by teraz mali doraziť do ChirpStack. Buďte však trpezliví, senzory posielajú signál iba každých 10 minút, takže to môže chvíľu trvať.

MQTT

Chirpstack má vlastného MQTT brokera, ale môžete použiť aj svojho vlastného MQTT. Aby dostával dáta od makléra Chirpstack MQTT, nastavil som MQTT bridge a všetko preposlal. Potrebný program na to sa nazýva „Mosquitto“

Forwarder.conf v priečinku /etc/mosquitto/conf.d pre mňa vyzerá takto:

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

kde 192.168.0.50:1884 je IP a port makléra Chirpstack MQTT

Viac podrobností už čoskoro. Firmvér dostupný od apríla 2024. HĽADÁ sa TESTER!

Zvyčajne