[Docker Pi Series] Jinsi ya Kutumia IoT Node (A) Module kwenye Raspberry Pi: Hatua 18

2024 Mwandishi: John Day | [email protected]. Mwisho uliobadilishwa: 2024-01-30 12:51

Je! Moduli ya IoT Node (A) ni nini?

Node ya IoT (A) ni moja ya moduli ya safu ya Docker Pi.

Node ya IOT (A) = GPS / BDS + GSM + Lora.

I2C inadhibiti moja kwa moja Lora, hutuma na kupokea data, inadhibiti moduli ya GSM / GPS / BDS kupitia SC16IS752, ubao kuu unahitaji tu msaada wa I2C.

Saidia Raspberry Pi na bidhaa zingine zinazofanana.

Vifaa

1x Raspberry Pi 2B / 3B / 3B + / 4B / 3A + / Zero / Zero W

Bidhaa ya mfululizo wa 1x Docker Pi: Moduli ya IoT Node (A)

1x 16GB darasa 10 TF kadi

Ugavi wa umeme wa 1x 5V / 2.5A (5V @ 3A kwa Pi 4B)

Hatua ya 1: Vipengele

• Mfululizo wa Docker Pi
• Inaweza kusanidiwa
• Dhibiti moja kwa moja (bila programu)
• Panua Pini za GPIO
• Usaidizi wa GPS / BDS
• Msaada wa GSM
• Msaada wa Lora
• Je! Unaweza kubaki na bodi nyingine ya Stack
• Huru ya vifaa vya bodi kuu (inahitaji msaada wa I2C)

Hatua ya 2: Hatua ya 1: Jua Kuhusu Bodi ya IOT (A)

Node ya IoT (A) ni moja ya moduli ya safu ya Docker Pi.

Node ya IOT (A) = GPS / BDS + GSM + Lora.

I2C inadhibiti moja kwa moja Lora, hutuma na kupokea data, inadhibiti moduli ya GSM / GPS / BDS kupitia SC16IS752, ubao kuu unahitaji tu msaada wa I2C. Msaada Raspberry Pi na bidhaa zingine zinazofanana.

Kwa hivyo unaweza kutengeneza kifaa cha mawasiliano cha masafa ya kati kwa kutumia mbili.

na pia unaweza kupata eneo la kifaa chako kwa kutumia moduli ya GPS ndani.

Ingiza SIM kadi, Itakuwa kituo cha kusambaza kupitia ujumbe wa SMS.

Hatua ya 3: Hatua ya 2: Jinsi ya kukusanyika

Ni rahisi sana kuikusanya kwa sababu ya muundo wa "HAT", unaiweka tu kwenye pi yako ya rasipiberi na kuibadilisha kupitia pini za GPIO, ni kama "kofia" kwenye pi ya raspberry, ili usilazimike kuongeza misa Waya.

Hatua ya 4: Hatua ya 3: Hook Up Antenna

Kuna vipande vitatu vya antena kwa moduli hii ya IoT (A), moja wapo ni ya moduli ya loar, ni antena ya aina ya SMA, na moja yao ni nzuri kwako GPS, ni antenna ya sanduku la mraba ambayo ina bandari ya IPX. na ya mwisho ni ya moduli ya SIM (A9G), Ni antena ndogo ambayo ina bandari ya IPX. unganisha antenna na weka kofia kwenye pi yako ya rasipberry.

Panda bodi ya Iot Node (A) kwa Raspberry Pi

Hookup GPS antana na Lora antana kwa bandari ya IPX.

• E1: GPS-ANTANA-IPX
• E3: LoRa-ANTANA-IPX

Screw antana ya GPRS kwenye bandari ya SMA.

Hatua ya 5: Step4: Mazingira ya OS na Mipangilio ya Programu

Katika hatua hii, lazima ufanye vitu hivi:

1. Pakua faili ya picha ya hivi karibuni kutoka: www.raspberrypi.org/downloads

2. Kufungua zip.

3. Flash kadi yako ya TF na picha ya hivi karibuni kupitia zana ya etcher

4. Badilisha faili ya / boot/config.txt na ongeza aya hii.

dtoverlay = sc16is752-i2c

5. Inachukua nafasi ya / boot/overlay/sc16is752-i2c.dtbo faili na faili hii:

wiki.52pi.com/index.php/File:Sc16is752-i2c…

PS: kumbuka kuifungua kwa kuiweka kwenye / boot / kufunika / folda yako na kuchukua nafasi ya ile ya zamani.

6. Anzisha tena Raspberry yako Pi.

Hatua ya 6: Hatua ya 5: Kusanidi I2C (Raspberry Pi)

Endesha sudo raspi-config na ufuate vidokezo vya kusanikisha usaidizi wa i2c kwa msingi wa ARM na kernel ya linux Nenda kwenye Chaguzi za Kuingiliana.

Hatua ya 7: Hatua ya 6: Jua kuhusu Habari ya Sajili

Sehemu ya GPRS

Matumizi ya nguvu ya chini, sasa kulala kwa kulala <1mA2.

Saidia bendi nne za masafa ya GSM / GPRS, pamoja na 850, 900, 1800, 1900MHZ

Darasa la 10 la GPRS

Kusaidia huduma ya data ya GPRS, kiwango cha juu cha data, pakua 85.6Kbps, pakia 42.8Kbps

Saidia amri za kawaida za GSM07.07, 07.05 AT, na ufikie bandari ya serial kupitia ubadilishaji wa kiolesura cha I2C

Amri za AT zinasaidia bandari za kawaida za AT na TCP / IP

Sehemu ya GPS Msaada wa BDS / GPS nafasi ya pamoja

Msaada A-GPS, A-BDS

Kusaidia SIM kadi ya kawaida

Sehemu ya LORA Umbali wa Usafirishaji: Mita 500 (vigezo vya RF: 0x50 @ China City)

Saidia njia za moduli za FSK, GFSK, MSK, GMSK, LoRa ™ na OOK

Usikivu wa mpokeaji wa kiwango cha chini kama -141 dBm

Msaada kugundua utangulizi

Injini ya pakiti na CRC, hadi 256 ka

Kiashiria cha transceiver cha LORA

Rahisi TX / RX na Docker Pi

Hatua ya 8:

Moduli ya A9G

Moduli ya A9G inatoa bandari mbili za serial.

Tumia daraja la I2C UART kwa mawasiliano.

Serial Moduli jina

• / dev / ttySC0 GSM
• / dev / ttySC1 GPS / BDS

Sajili Ramani

• Sajili Thamani ya Kazi ya Anwani
• 0x01 LORA_TX1 Lora TX Buffer 1 - Data ya Mtumiaji
• 0x02 LORA_TX2 Lora TX Buffer 2 - Data ya Mtumiaji
• 0x03 LORA_TX3 Lora TX Buffer 3 - Data ya Mtumiaji
• 0x04 LORA_TX4 Lora TX Buffer 4 - Data ya Mtumiaji
• 0x05 LORA_TX5 Lora TX Buffer 5 - Data ya Mtumiaji
• 0x06 LORA_TX6 Lora TX Buffer 6 - Data ya Mtumiaji
• 0x07 LORA_TX7 Lora TX Buffer 7 - Data ya Mtumiaji
• 0x08 LORA_TX8 Lora TX Buffer 8 - Data ya Mtumiaji
• 0x09 LORA_TX9 Lora TX Buffer 9 - Data ya Mtumiaji
• 0x0a LORA_TX10 Lora TX Buffer 10 - Data ya Mtumiaji
• 0x0b LORA_TX11 Lora TX Buffer 11 - Data ya Mtumiaji
• 0x0c LORA_TX12 Lora TX Buffer 12 - Data ya Mtumiaji
• 0x0d LORA_TX13 Lora TX Buffer 13 - Data ya Mtumiaji
• 0x0e LORA_TX14 Lora TX Buffer 14 - Data ya Mtumiaji
• 0x0f LORA_TX15 Lora TX Buffer 15 - Data ya Mtumiaji
• 0x10 LORA_TX16 Lora TX Buffer 16 - Data ya Mtumiaji
• 0x11 LORA_RX1 Lora RX Buffer 1 - Data ya Mtumiaji
• 0x12 LORA_RX2 Lora RX Buffer 2 - Data ya Mtumiaji
• 0x13 LORA_RX3 Lora RX Buffer 3 - Data ya Mtumiaji
• 0x14 LORA_RX4 Lora RX Buffer 4 - Data ya Mtumiaji
• 0x15 LORA_RX5 Lora RX Buffer 5 - Data ya Mtumiaji
• 0x16 LORA_RX6 Lora RX Buffer 6 - Data ya Mtumiaji
• 0x17 LORA_RX7 Lora RX Buffer 7 - Data ya Mtumiaji
• 0x18 LORA_RX8 Lora RX Buffer 8 - Data ya Mtumiaji
• 0x19 LORA_RX9 Lora RX Buffer 9 - Data ya Mtumiaji
• 0x1a LORA_RX10 Lora RX Buffer 10 - Data ya Mtumiaji
• 0x1b LORA_RX11 Lora RX Buffer 11 - Data ya Mtumiaji
• 0x1c LORA_RX12 Lora RX Buffer 12 - Data ya Mtumiaji
• 0x1d LORA_RX13 Lora RX Buffer 13 - Data ya Mtumiaji
• 0x1e LORA_RX14 Lora RX Buffer 14 - Data ya Mtumiaji
• 0x1f LORA_RX15 Lora RX Buffer 15 - Data ya Mtumiaji
• 0x20 LORA_RX16 Lora RX Buffer 16 - Data ya Mtumiaji
• 0x01 - 0x10 Andika tu.
• 0x11 - 0x20 Soma tu.

Hatua ya 9: Maagizo:

L_SET (Andika tu)

• Andika 1 kuweka vigezo kutoka 0x22 hadi Moduli ya LORA.
• Andika 0 sio athari

G_RESET (Andika tu)

• Andika 1 kuweka upya Moduli ya A9G
• Andika 0 sio athari

L_RXNE (Soma na Andika)

• Andika kosa 1 la sababu
• Andika 0 wazi
• Soma 1 inamaanisha kuwa data imepokelewa, tafadhali pata data kutoka kwa rejista 0x11 - 0x20.
• Soma 0 inamaanisha hakuna data inayopatikana sasa.

L_SET (Andika tu)

• Andika 1 kutuma data, tafadhali jaza data kwenye rejista 0x01 - 0x10 kabla ya kutuma.
• Andika 0 sio athari

Hatua ya 10: Jinsi ya kutumia Moduli ya GPS na Gpsd (Raspberry Pi)

Jinsi ya kutumia Moduli ya GPS na gpsd (Raspberry Pi)

Kwanza, badilisha / boot/overlays/sc16is752-i2c.dtbo na hakikisha I2C inafanya kazi vizuri.

• Badilisha sc16is752-i2c.dtbo
• Kusanidi I2C
• Sakinisha zana za gpsd.

Fungua kituo na uandike amri hii:

Sudo apt kufunga gpsd gpsd-wateja

Rekebisha / nk / default / gpsd faili na ongeza vigezo vifuatavyo:

• VIFAA = "/ dev / ttySC1"
• GPSD_OPTIONS = "- F /var/run/gpsd.sock"

Ingiza amri i2cset -y 1 0x16 0x23 0x40 ili kuweka upya moduli ya GPRS.

Hati ya Python ya GPS wazi:

kuagiza serialimport os muda wa kuagiza # Anzisha huduma ya gpsd. mfumo. chapa ("Washa GPS…") wakati ni Kweli: ser.write (str.encode ("AT + GPS = 1 / r")) size = ser.inKungojea () ikiwa saizi! = 0: kupe = time.time (majibu = ser.read (size) gps = str (response, encoding = "utf-8") ikiwa (gps.find ("OK")! = -1): os.system ("sudo cgps -s") exit () kingine: i = i + 1 chapa ("GPS ya Kusubiri Wezesha, Ikiwa muda ni mrefu sana, Tafadhali jaribu nje:" + str (i)) ser.flushInput () time.sleep (1) isipokuwa KeyboardInterrupt: ser Input () ser. karibu ()

Hifadhi na uitekeleze:

python3 GPS.py

Hatua ya 11: Jinsi ya kutumia Moduli ya GPS na C (Raspberry Pi)

Sakinisha zana za gpsd

Sudo apt-get kufunga libgps-dev

Unda nambari ya chanzo na uipe jina "gps.c"

#jumlisha #jumlisha # pamoja

# pamoja

# pamoja

int kuu ()

{int rc; struct tv ya muda; muundo gps_data_t gps_data; ikiwa ((rc = gps_open ("localhost", "2947", & gps_data)) == -1) {printf ("code:% d, sababu:% s / n", rc, gps_errstr (rc)); kurudi EXIT_FAILURE; } mtiririko wa gps_ (& gps_data, TAZAMA_INAWEZEKANA | TAZAMA_JSON, NULL);

wakati (1)

{/ * subiri kwa sekunde 2 kupokea data * / ikiwa (gps_witing (& gps_data, 2000000)) {/ * soma data * / if ((rc = gps_read (& gps_data)) == -1) {printf ("makosa yalitokea kusoma data ya gps. nambari:% d, sababu:% s / n ", rc, gps_errstr (rc)); } mwingine {/ * Onyesha data kutoka kwa mpokeaji wa GPS. * / if ((gps_data.status == STATUS_FIX) && (gps_data.fix.mode == MODE_2D || gps_data.fix.mode == MODE_3D) &&! isnan (gps_data.fix.latitude) &&! isnan (gps_data.fix) urefu)) {/ * gettimeofday (& tv, NULL); BONYEZA: tv.tv_sec sio njia sahihi ya wakati! * /

printf ("latitudo:% f, longitudo:% f, kasi:% f, muhuri wa muda:% lf / n", gps_data.fix.latitude, gps_data.fix.longitude, gps_data.fix.speed, gps_data.fix.time);

// kuhariri: Nafasi ya tv.tv_sec iliyo na gps_data.fix.time} mwingine {printf ("hakuna data ya GPS inapatikana / n"); }}} kulala (3); } / * Ukimaliza… * / gps_stream (& gps_data, WATCH_DISABLE, NULL); gps_close (& gps_data); kurudi MAFANIKIO; }

Hatua ya 12: Kuikusanya

Jumuisha!

gcc gps.c -lm -lgps -o gps

Utekeleze!

./GPS

Hatua ya 13: Jinsi ya Kutumia Moduli ya GPS Na Python (Raspberry Pi)

Nambari ifuatayo inashauriwa kutekelezwa kwa kutumia Python 3 na kusanikisha maktaba ya gpsd-py3 na GPS 2D / 3D Fix:

kuagiza gpsd

# Unganisha kwa gpsd ya ndani

gpsd.connect ()

# Pata nafasi ya gps

pakiti = gpsd.get_current ()

# Tazama hati za ndani za GpsResponse kwa data inayopatikana

chapisha (pakiti. nafasi ())

Hatua ya 14: Jinsi ya Kutumia Moduli ya GSM Na PPPd (Raspberry Pi)

A) Kwanza, badilisha / boot/overlays/sc16is752-i2c.dtbo na uhakikishe kuwa I2C inafanya kazi vizuri.

• Badilisha sc16is752-i2c.dtbo
• Kusanidi I2C

B) Ingiza amri i2cset -y 1 0x16 0x23 0x40 kuweka upya moduli ya GPRS.

Baada ya kutekeleza amri, unahitaji kusubiri kidogo, kama sekunde 10

Unaweza pia kutumia njia ifuatayo kuweka upya.

C) Ingiza amri

Sudo apt kufunga ppp

kusanikisha zana za ppp.

D) Nakili / nk / ppp / rika / mtoa huduma kwa / nk / ppp / wenza / gprs

E) Badilisha / nk / ppp / wenzao / gprs

• Mstari wa 10: Tafadhali wasiliana na mtoa huduma wako kwa mtumiaji (Mfano: cmnet).
• Mstari wa 15: Tafadhali wasiliana na mtoa huduma wako kwa apn (Mfano: cmnet).
• Mstari wa 18 - Mstari wa 24: Mpangilio uliopendekezwa

F) Badilisha / nk

G) Ingiza amri sudo pppd piga gprs kupiga simu.

H) Angalia usanidi wako wa ppp kutoka kwa ISP yako.

I) Ingiza ping ya amri -I ppp0 8.8.8.8 jaribu mtandao wako (Ikiwa mtandao unapatikana na meza ya njia ni sahihi)

J) Tafadhali weka ishara nzuri ya GSM, vinginevyo yafuatayo yatatokea.

Hatua ya 15: Jinsi ya Kugundua Moduli Yangu ya GSM (Raspberry Pi)

Nambari ifuatayo inapendekezwa kutekelezwa kwa kutumia Python 3 na kusanikisha maktaba ya smbus:

kuagiza serialimport wakati kuagiza kuagiza smbus kuagiza operator kuagiza os

chapa ("Inasubiri kuanzisha …")

basi = smbus. SMBus (1)

andika_data ya basi (0x16, 0x23, 0x40)

ser = mfululizo. Serial ('/ dev / ttySC0', 115200)

ikiwa ser.isOpen == Uongo:

kufungua. code ("AT + CCID / r")) size = ser.in Kusubiri () ikiwa saizi! = 0: kupe = time.time () response = ser.read (size) ccid = str (response, encoding = "utf -8 ") chapa (ccid) mwingine: i = i + 1 ser.flushInput () wakati. Kulala (1) isipokuwa KinandaIkatika:

Fanya Hati ya Mtihani, kulingana na matokeo ya utekelezaji, tunaweza kugundua moduli ya GSM. Kwa mfano, kurudi kwafuatayo, kosa la CME ERROR 53 linatuambia Nguvu sio nzuri. Kanuni ya CME = Vifaa vya GSM Makosa yanayohusiana

Kwa kweli, hati pia ina kazi ya kuweka upya. Ikiwa unaweza kuonyesha CCID kwa usahihi, kuweka upya kumekamilika.

Hatua ya 16: Jinsi ya Kutumia Lora TX & RX Pamoja na C (Raspberry Pi)

Nambari ifuatayo inapendekezwa kutekelezwa kwa kutumia Python 3 na kusanikisha maktaba ya smbus.

Lazima ihamishwe kati ya Njia mbili za IOT (A). Yaliyotumwa na yenyewe hayawezi kupokewa na yenyewe. Tafadhali ihifadhi kama hati py kwa utekelezaji.

Jinsi ya Kutuma: Baada ya kujaza data kwenye rejista 0x01 - 0x10, weka L_TX kidogo ili uanze kutuma data.

kuagiza muda wa kuagiza smbus kuagiza os kuagiza sys

basi = smbus. SMBus (1)

jaribu:

orodha ya data = [170, 85, 165, 90] # andika data kujiandikisha na kisha data itatumwa. kwa faharisi katika anuwai (1, len (data_list) + 1): bus.write_byte_data (0x16, index, data_list [index - 1]) chapisha ("LORA tuma data kwa% d kujiandikisha% d data"% (index, data_list [index - 1])) bus.write_byte_data (0x16, 0x23, 0x01) isipokuwa KeyboardInterrupt: sys.exit ()

Jinsi ya kutuma Kupokea: Angalia L_RXNE kidogo, ikiwa imewekwa, data mpya imefika, bendera hii lazima iwe wazi wazi

kuagiza muda wa kuagiza smbus kuagiza os kuagiza sys

basi = smbus. SMBus (1)

data recv_data =

jaribu:

ikiwa bus.read_byte_data (0x16, 0x23) & 0x02: # mikono wazi L_RXNE bus.write_byte_data (0x16, 0x23, 0x00) register_list = [0x11, 0x12, 0x13, 0x14] # soma data ya faharisi katika anuwai (0x11, len (orodha ya usajili) + 0x11): recv_data.append (bus.read_byte_data (0x16, orodha ya usajili [index - 0x11]))

chapa ("Data iliyopokea:")

chapa (recv_data) nyingine: chapisha ("Hakuna data Iliyopokelewa bado ~") isipokuwa KeyboardInterrupt: sys.exit ()

Hatua ya 17: Maelezo maalum ya Bandwidth ya I2C

Kikomo cha kasi ya I2C ni 400kHz, kwa sababu ya itifaki ya I2C, kwa hivyo kipimo-data cha kifaa kimoja ni cha chini kuliko 320kbps, kipimo-kasi cha vifaa vingi ni chini ya 160kbps. Kikomo cha kasi ya I2C UART Bridge ni 115200bps. Wakati GPS na GSM fanya kazi kwa wakati mmoja, kipimo cha I2C haitoshi, kwa sababu 115.2kbps * 2 = 230.4kbps, kwa hivyo data zingine zitafurika. Kupunguza kiwango cha baud cha mawasiliano ya GPS na GSM kunaweza kuboresha uhaba wa upelekaji wa mawasiliano. bandwidth ya ziada ya I2C. Kwa kawaida, kasi ya data ya mtandao ni polepole, kwa hivyo bandwidth ya GSM haijajaa, kwa hivyo hakuna shida ya kufurika.

Hatua ya 18: Imemalizika

Natumahi mmeipenda na kuifanya.

unaweza kuipata hapa:

Amazon

Mwangaza wa usiku: https://www.amazon.com/GeeekPi-Night-Light-WS2812-Raspberry/dp/B07LCG2S5S 4channel Relay board: https://www.amazon.co.uk/dp/B07MV1TJGR?ref=myi_title_dp Power Board: Https://www.amazon.co.uk/dp/B07TD595VS? amazon.co.uk/dp/B07TZD8B61 mnara wa barafu: