LoRaWan+NB-IOT

Z novo strojno programsko opremo 2.3.1(150) je zdaj mogoče integrirati tudi LoRaWan, NB-IOT in druge zunanje senzorje.

Vendar pa je predpogoj, da svoje podatke senzorjev predajo posredniku MQTT, OpenSprinkler se lahko nato naroči na to kot podatke senzorja.

Senzor je integriran s svojo »temo« in filtrom za besedilo/JSON. Namakalni krmilnik lahko nato uporabi to vrednost.

Torej:

• Senzorji LoRa WAN so nameščeni v radiju vozlišča LoRa WAN, odvisno od izvedbe, z dosegom do 10 km. LoRa WAN hub, imenovan tudi prehod, upravljate sami in ga povežete s svojim omrežjem
• Senzorji NB-IoT so integrirani prek portala ponudnika. Ker NB-IoT deluje prek mobilnega omrežja, je senzor mogoče postaviti kjer koli – pod pogojem, da obstaja sprejem.
• V prehodu ali portalu ponudnika aktivirajte funkcijo MQTT in jo uporabite za izvoz podatkov senzorja. Odvisno od različice bo morda potrebna nadaljnja implementacija z orodjem za upravljanje interneta stvari, kot je ChirpStack, ki pretvori "gole" podatke senzorjev v podatke, ki jih je mogoče oceniti.
• In OpenSprinkler povežite to prek možnosti MQTT in nato ustvarite nov senzor vrste »MQTT Subscription«.
• Vnesite podatke o naročnini in podatkovni filter v senzor.
• Dokončano! Takoj ko so podatki prejeti, se vrednosti prikažejo in shranijo.

Konfiguracija senzorja v podrobnostih

Dva senzorja MQTT sta označena rdeče. Ostali senzorji so integrirani prek analogne senzorske plošče

Uredi senzor

S klikom na »Dodaj senzor« ali na ime obstoječega senzorja dobite naslednji urejevalnik:

Ta primer prikazuje integracijo CHIRPSTACK podatkov MQTT. Struktura je opredeljena na naslednji način:

aplikacija/ /naprava/ /dogodek/up

Najbolje je, da pogledate možne vrednosti z orodjem, kot je MQTT Explorer. Pogosto je zmedeno, zlasti za začetnike, da v Raziskovalcu MQTT ni prikazano nič. Ker podatki senzorja prispejo le vsakih 10 minut (odvisno od konfiguracije), morate preprosto zapustiti MQTT Explorer za nekaj časa.

Za polje Filter MQTT vnesite ime polja, ki ga želite prebrati. V CHIRPSTACK lahko vidite prebrana polja pod »Profili naprav« / »Meritve«. Če se tukaj ne prikaže nič, morate najprej shraniti skript v zavihek »CODEC«; tu lahko pomagajo predloge ali pa vprašate proizvajalca senzorja.

Zakaj LoRaWAN ali NB-IoT in ne Wi-Fi ali Bluetooth?

Največja težava senzorjev je, da potrebujejo napajanje. Če lahko položite napajalni kabel, lahko običajno položite tudi podatkovni kabel. Če pa to ni mogoče, kako povezati te senzorje?

Da bi odgovorili na to vprašanje, smo naredili nekaj poskusov in rezultate predstavili tukaj.

• Bluetooth odpove, doseg je enostavno prekratek.
• Lahko se uporablja WiFi, vendar je poraba energije tako visoka, da morate zamenjati baterije vsake 4 tedne ali pa potrebujete ogromne baterije. To je mogoče izboljšati tudi s fotovoltaiko, vendar imate takrat že visoke investicijske stroške na senzor. Poleg tega obstaja določena nevarnost materialne škode pri namestitvi na prostem.
• LoRaWAN je tu bolj primeren, ker so baterije dolgotrajne in pogosto zdržijo tudi do 10 let. Domet na prostem je lahko do 10 km (odprto polje, urbana območja približno 2 km). Ker je LoRaWAN mogoče upravljati brez licence, obstajajo le enkratni stroški.
• NB-IoT je zelo primeren tudi, če obstaja ustrezna pokritost z mobilno telefonijo. To pomeni, da je doseg tako rekoč "neskončen", ker se podatki senzorja dostavijo storitvi v oblaku. Vendar pa obstajajo stalni stroški

Realizacija in testiranje

Za naš test smo uporabili Milesight UG65-868M kot prehod LoRaWAN ter Dragino LSE01 in Milesight EM-500 SMTC senzorja vlage v tleh. Ker lahko UG65 z zadnjo posodobitvijo aktivira tudi posrednika MQTT (aktiviran mora biti ChirpStack-common), ga je mogoče povezati kot neodvisen strežnik MQTT.

Oba senzorja lahko merita ne samo vlažnost tal, temveč tudi temperaturo tal in dielektrično prevodnost (prepustnost). Zlasti zadnja vrednost je zelo pomembna za kmetijski sektor, saj se lahko uporablja tudi za določanje vsebnosti gnojila v tleh.

Milesight UG65 ima napajalne priključke na zadnji strani in ga je mogoče upravljati prek POE. Ima tudi WiFi in lahko služi celo kot dostopna točka. Opcijsko so na voljo tudi druge antene in modul LTE.

Milesight EM-500 SMTC je več kot le senzor vlage v tleh. Lahko meri temperaturo in dielektričnost tal. Sestavljen je iz dveh komponent, ki sta povezani s kablom. Nad zemljo je oddajnik, pod zemljo je dejanski senzor. Priložen je nosilec jambora.

Dragino LSE01 je podoben EM500, meri lahko tudi vlažnost tal, temperaturo in prepustnost. Zdi se, da so vsi Dragino senzorji podobni, vsi izdelki imajo enak oddajnik.

ChirpStack

Ko nastavljate Chirpstack, je pomembno, da najprej nastavite profile za senzorje (»profili naprav«). Tukaj posnamete senzorje z njihovimi splošnimi podatki o napravi. Privzete nastavitve lahko izberete s funkcijo »Izberi predlogo profila naprave«. Ta celotna konfiguracija je potrebna, da se lahko binarni podatki senzorja pretvorijo v berljive vrednosti. Zato je funkcija »Codec« tukaj tudi najpomembnejša funkcija.

Vendar sem potreboval nekaj časa, da sem ugotovil, da so te specifikacije kodekov zastarele. Trenutni kodeki so na voljo tukaj:

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

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

Če želite to narediti, preprosto izberite pravi senzor, prenesite datoteko za ChirpStack, jo odprite z urejevalnikom in prilepite v polje kodeka.

Nato ustvarite »Aplikacijo« in vnesite senzorje pod »Naprave«. Pomembno je tudi poznati JOIN podatke senzorjev, ki so običajno natisnjeni na napravah, na imenski tablici, v sami napravi ali v spremnih dokumentih.

Zdaj, ko je vse nastavljeno, morate sprožiti JOIN na senzorjih. Ta postopek najprej poveže senzor z vašim prehodom – drugače bi lahko vsi nadzorovali vaše senzorje. To lahko storite z aplikacijo (Milesight ima aplikacijo »Toolbox«) ali pa odprete napravo in pritisnete poseben gumb JOIN. Včasih morate le na kratko odstraniti baterijo in jo priključiti, nato se sproži postopek JOIN.

Podatki bi morali zdaj prispeti v ChirpStack. Vendar bodite potrpežljivi, senzorji pošljejo signal le vsakih 10 minut, zato lahko traja nekaj časa.

MQTT

Chirpstack ima svojega posrednika MQTT, lahko pa uporabite tudi svojega MQTT. Da dobi podatke od posrednika Chirpstack MQTT, sem postavil MQTT most in vse posredoval naprej. Potreben program za to se imenuje "Mosquitto"

Forwarder.conf v mapi /etc/mosquitto/conf.d zame izgleda takole:

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

kjer je 192.168.0.50:1884 IP in vrata posrednika Chirpstack MQTT

Več podrobnosti kmalu. Vdelana programska oprema je na voljo od aprila 2024. IŠČE SE TESTER!