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LoRaPacketForwarder

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Lora Packet Spediteur für Linux

Einzelkanal Lora UDP -Paketsportfahrer ideal für Entwicklung oder Testzwecke. Empfängt und überträgt bidirektional. Dieses Projekt ist ideal für DIY eines der billigsten "Gateways" von Lora, das aus einem Ein-Board-Computer und einem 4-Dollar-Lora-Modul besteht.

Ziel des Projekts ist es, einen einfachen Lora -Spediteur für:

Linux - Orange Pi, Raspberry Pi, etc.
Unterstützt das Semtech UDP -Protokoll V2 - Uplink, Downlink und Statistiken:
- Das Things Network - getestete V2 und V3
- Chirpstack - getestet V3
Unterstützte Lorawan -Geräteklassen:
- Klasse A, LORA -Modulation - getestet
SPI -Kommunikation basierend auf Verdrahtung und modifiziertem Radiolib für Linux (Orange PI oder Raspberry Pi) mit Lora -Chips:
- SX126X -Serie
- LLCC68
- SX127X -Serie
- RFM9X -Serie
Grundlegende JSON -Konfigurationsdatei

Wie man benutzt

Hardware -Setup

Zusammen mit der Netzwerkverbindung auf Ihrem Single-Board-Computer (WLAN, Ethernet ...) müssen die folgenden Stifte auf Ihrem Gerät zugewiesen werden:

SPI -Modulstifte
- Miso
- Mosi
- Clk
3 oder 4 GPIO -Stifte zum Anschließen mit dem LORA -Modul:
- CS (auch bekannt als NSS)
- Dio 0
- Dio 1
- Ruhe - optional
Power Pins - 2 Stifte für VCC (normalerweise 3,3 V) und 1 für GND

Weitere Informationen für Ihr bestimmtes Board finden Sie im Befehls gpio readall (auch die nächsten Abschnitte). Schauen Sie sich auch die Verdrahtungs -PI -Nummern an, da die Konfigurationsdatei dieses Nummerierungsschema erwartet.

Für zB:


 +------+-----+----------+------+---+OrangePiH3+---+------+----------+-----+------+
 | GPIO | wPi |   Name   | Mode | V | Physical | V | Mode | Name     | wPi | GPIO |
 +------+-----+----------+------+---+----++----+---+------+----------+-----+------+
 |      |     |     3.3v |      |   |  1 || 2  |   |      | 5v       |     |      |
 |   12 |   0 |    SDA.0 | ALT2 | 0 |  3 || 4  |   |      | 5V       |     |      |
 |   11 |   1 |    SCL.0 | ALT2 | 0 |  5 || 6  |   |      | 0v       |     |      |
 |    6 |   2 |      PA6 |  OFF | 0 |  7 || 8  | 0 | OFF  | TxD3     | 3   | 13   |
 |      |     |       0v |      |   |  9 || 10 | 0 | OFF  | RxD3     | 4   | 14   |
 |    1 |   5 |     RxD2 |  OFF | 0 | 11 || 12 | 1 | OUT  | PD14     | 6   | 110  |
 |    0 |   7 |     TxD2 |  OFF | 1 | 13 || 14 |   |      | 0v       |     |      |
 |    3 |   8 |     CTS2 |  OFF | 0 | 15 || 16 | 0 | IN   | PC04     | 9   | 68   |
 |      |     |     3.3v |      |   | 17 || 18 | 1 | IN   | PC07     | 10  | 71   |
 |   64 |  11 |     MOSI | ALT3 | 0 | 19 || 20 |   |      | 0v       |     |      |
 |   65 |  12 |     MISO | ALT3 | 0 | 21 || 22 | 0 | OFF  | RTS2     | 13  | 2    |
 |   66 |  14 |     SCLK | ALT3 | 0 | 23 || 24 | 0 | ALT3 | CE0      | 15  | 67   |
 |      |     |       0v |      |   | 25 || 26 | 0 | OFF  | PA21     | 16  | 21   |
 |   19 |  17 |    SDA.1 | ALT3 | 0 | 27 || 28 | 0 | ALT3 | SCL.1    | 18  | 18   |
 |    7 |  19 |     PA07 |  OFF | 0 | 29 || 30 |   |      | 0v       |     |      |
 |    8 |  20 |     PA08 |  OFF | 0 | 31 || 32 | 0 | OFF  | RTS1     | 21  | 200  |
 |    9 |  22 |     PA09 |  OFF | 0 | 33 || 34 |   |      | 0v       |     |      |
 |   10 |  23 |     PA10 |  OFF | 0 | 35 || 36 | 0 | OFF  | CTS1     | 24  | 201  |
 |   20 |  25 |     PA20 |  OFF | 0 | 37 || 38 | 0 | OFF  | TxD1     | 26  | 198  |
 |      |     |       0v |      |   | 39 || 40 | 0 | OFF  | RxD1     | 27  | 199  |
 |    4 |  28 |     PA04 | ALT2 | 0 | 41 || 42 | 0 | ALT2 | PA05     | 29  | 5    |
 +------+-----+----------+------+---+----++----+---+------+----------+-----+------+
 | GPIO | wPi |   Name   | Mode | V | Physical | V | Mode | Name     | wPi | GPIO |
 +------+-----+----------+------+---+OrangePiH3+---+------+----------+-----+------+

   ___
   _/     SX1278  module
    |      --------------
     --- | ANT      GND |===== Pin #20 [OrangePiH3 Physical]
          | GND     DIO1 |===== Pin #18 [OrangePiH3 Physical] / [a.k.a WiringPi pin ## 10]
          |         DIO2 |
          |         DIO3 |
          |          VCC |===== Pin # 1 [OrangePiH3 Physical]
          |         MISO |===== Pin #21 [OrangePiH3 Physical] / [[a.k.a WiringPi pin ## 12]]
          |         MOSI |===== Pin #19 [OrangePiH3 Physical] / [[a.k.a WiringPi pin ## 11]]
          |         SLCK |===== Pin #23 [OrangePiH3 Physical] / [[a.k.a WiringPi pin ## 14]]
          |          NSS |===== Pin #12 [OrangePiH3 Physical] / [a.k.a WiringPi pin ## 6]
          |         DIO0 |===== Pin #16 [OrangePiH3 Physical] / [a.k.a WiringPi pin ## 9]
          |         REST |===== optional, if it isn't used leave floating or connect to VCC
          |          GND |
           --------------

Klonen Sie das Projekt

git clone --recurse-submodules https://github.com/zhgzhg/LoRaPacketForwarder.git

Orange PI: Kompilieren und installieren

Die folgenden Schritte wurden auf Armbian V5.90 getestet. Es wird jedoch empfohlen, seine neueste Version zu verwenden.

Kompilieren Sie den Verdrahtungspi für orange PI // für das Zero-Modell verwendet stattdessen die Verdrahtungsopero-Bibliothek // mit ./build
- Geben Sie optional die Plattformvariable an, um die Board -Konfiguration zu ändern (für z. B. für orange PI PC: PLATFORM=orangepipc ./build ) oder lassen Sie das Build -Skript, um sie automatisch zu bestimmen.
- Auf Armbian und Orange PI müssen Sie möglicherweise die spi-spidev -Overlay hinzufügen. Zusätzlich in /boot/armbianenv.txt Sie müssen abhängig vom Boardmodell Parameter param_spidev_spi_bus=1 oder param_spidev_spi_bus=0 hinzufügen. Für zB:
  - Orange pi Zero- param_spidev_spi_bus=1 Wenn wir die folgenden aktiven Overlays betrachten: i2c0 i2c1 pps-gpio pwm spi-add-cs1 spi-spidev uart1 usbhost2 usbhost3
  - Orange PI PC - param_spidev_spi_bus=0
  - Weitere Informationen finden Sie unter https://docs.armbian.com/user-guide_allwinner_overlays/, https://github.com/armbian/sunxi-dt-overlays/blob/master/sun8i-h3/readme.sun8i-h3-overlays und beraten Sie sich mit The Boards speziell mit den Dokumenten des Brettes.
  - WARNUNG: Bei einigen neueren Linux-Kerneln (für EG> 5.10.43-sunxi) ist die SPI möglicherweise überhaupt nicht funktioniert. Das Hinweis darauf kann das fehlende /dev/spidev* -Verzeichnis trotz des geladenen spidev -Treibers sein. Eine vorübergehende Problemumgehung für diesen Fall ist die Umstellung in einen älteren Kernel.
  - WARNUNG 2: Variationen in den geladenen Overlays auch für dieselbe Platine erzeugen unterschiedliche Ergebnisse für die verfügbaren GPIO -Stifte, SPI -Geräte usw.! Der Befehl gpio readall zeigt auch eine etwas andere Tabelle an, wobei einige Zeilen versteckt oder angezeigt werden.
- Führen Sie gpio readall aus, um die Tabelle Pinout -Pinout -Schema zu sehen
Kompilieren Sie dieses Projekt mit make

Raspberry Pi und andere: Kompilieren und installieren

Wirrpi ist auf Raspbian vorinstalliert - keine Aktionen erforderlich
Kompilieren Sie dieses Projekt mit make

Ausführen von Lora UDP -Paketwächter

Config.json erstellen, indem Sie config.json.template kopieren:
- Bearbeiten Sie die Werte von SPI_PORT und SPI_Channel entsprechend.
  - Wenden Sie sich an Miso / Mosi und insbesondere die Postfixe des gpio readall -Befehls
  - Beobachten Sie zusätzlich die Ausgabe von sudo ls /dev/spi* wobei Ergebnisse wie für z. "/Dev/spidev1.0"/dev/spidev <spichannelnumber> entsprechen. <Piportnumer>
  - Beachten Sie, dass die Möglichkeit, benutzerdefinierte SPI_PORT anzugeben, eine nicht standardmäßige Funktion ist, die möglicherweise nicht in Umgebungen mit dem ursprünglichen Verdrahtungspi für RaspberryPI funktioniert. Eine alternative Lösung besteht darin, Symlinks zu /dev /spidev <x> zu erstellen. <X> .
- Bearbeiten Sie das Feld IC_Model, um das LORA -Chipmodell anzugeben. Verwenden Sie einen der folgenden unterstützten Werte unten:
  - Für SX126X -Serie: SX1261 , SX1262 oder SX1268
  - Für LLCC68: LLCC68
  - Für SX127X -Serie: SX1272 , SX1273 , SX1276 , SX1277 , SX1278 oder SX1279
  - Für RFM9X -Serie: RFM95 , RFM96 , RFM97 oder RFM98
- Bearbeiten Sie die Pinout (Führen Sie gpio readall aus, um die Verdrahtungs -Pin -Nummern zu überprüfen, die angegeben werden müssen). Bitte beachten Sie, dass Pin_rest optional ist. Wenn es nicht verwendet wird, sollten Sie es auf -1 einstellen und den Stift des Transceivers schweben oder mit VCC angeschlossen werden.
- Bearbeiten Sie die verbleibenden Parameter entsprechend.
Um die Anwendung auszuführen:
- ./LoRaPktFwrd
Um die Anwendung auszuführen und die für die ID -Generierung verwendete Netzwerkschnittstelle anzugeben:
- ./Lorapktfwrd <interface_name>
  - Der Standard ist ETH0
  - Beispiel: ./LoRaPktFwrd wlan0
Um die unterstützten CLI -Optionen zu erhalten:
- ./LoRaPktFwrd -h

Ausführen von Lora UDP -Paketweitereien als Systemservice

Dieses Projekt kann als Systemd -Dienst installiert werden (siehe Datei LoRaPktFwrd.service ), die optional nach den Systemstiefeln automatisch starten kann. Stellen Sie als Voraussetzung sicher, dass das Projekt zusammengestellt wird (über den Befehl make ) und es kann mit Ihrer eigenen config.json -Datei korrekt ausgeführt werden.

So installieren Sie den LORAPKTFWRD -Dienst, den Sie ausführen können: sudo make install
Um den Service zu deinstallieren: sudo make uninstall
So kann der Dienst nach den Systemstiefeln automatisch ausgeführt werden: sudo systemctl enable LoRaPktFwrd.service
Um den Dienst nicht zu verhindern, um automatisch nach den Systemstiefeln auszuführen: sudo systemctl disable LoRaPktFwrd.service
Um den Status des Dienstes manuell zu starten / neu zu starten / anzuhalten / zu überprüfen:

 sudo service LoRaPktFwrd start
sudo service LoRaPktFwrd restart
sudo service LoRaPktFwrd stop
sudo service LoRaPktFwrd status

sudo journalctl -n 100 -f -u LoRaPktFwrd.service überprüfen

Abhängigkeiten

Lora UDP Packet Spediteur verlässt sich auf die folgenden Programme und Bibliotheken:

G ++ unterstützt C ++ 14 Standard
machen
Kabel

Wie man testet

Bereitgestellt ist ein einfaches Beispiel für das Arduino -Projekt von Lora Trasmitter, das im aktuellen Verzeichnis "Sende" bezeichnet wird. Haken Sie Ihr ESP8266/Arduino/Egal ob Board über SPI an das SX1278 -Modul, kompilieren Sie es und es wird mit der Übertragung von Daten beginnen. Verwenden der Standardkonfiguration in "config.json.template" in Bezug auf HF -Spezifikationen sollte die Spediteur -App Daten sofort aus dem Sender auswählen.

Andere Extras

Tempmon

Ein winziges Temperaturmonitorprogramm, das im Hintergrund ausgeführt und als Reaktion auf GPIO -Stifte geändert werden kann.

Einschränkungen

Das Erreichen eines perfekten Downlink-Übertragungszeitpunkts scheint schwierig zu sein, wenn ein gewöhnlicher Einzelboard-Computer mit einem einfachen LORA-Transceiver ausgestattet ist. Der Grund dafür hängt davon ab, dass die ungenaue Hardware-Uhr des Computers in Kombination mit der Nicht-Real-Zeit von Linux kombiniert wird. Um es zu kompensieren, zielt dieses Projekt mit einer sehr hohen (nahezu Echtzeit-) Priorität und einer erhöhten CPU -Nutzung (ungefähr 20%), um die unregelmäßigen OS -Verzögerungen teilweise auszugleichen.