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Reenvío de paquetes de Lora para Linux

Reenvío de paquetes Lora UDP de un solo canal ideal para fines de desarrollo o prueba. Recibe y transmite bidireccionalmente. Este proyecto es ideal para el bricolaje de una de las "puertas" más baratas de Lora que consiste en una computadora de una sola placa y un módulo Lora de $ 4.

El objetivo del proyecto es proporcionar un reenvío de Lora simple para:

Linux - Orange PI, Raspberry Pi, etc.
Admite el protocolo Semtech UDP V2 - enlace ascendente, enlace descendente y estadísticas:
- La red Things - probó V2 y V3
- Chirpstack - Probado V3
Clases de dispositivos Lorawan compatibles:
- Clase A, Lora Modulación - Probado
Comunicación SPI basada en cableado y radiolib modificado para Linux (naranja Pi o frambuesa Pi) con chips Lora:
- Serie SX126X
- LLCC68
- Serie SX127X
- Serie RFM9X
Archivo de configuración JSON básico

Cómo usar

Configuración de hardware

Junto con la conexión de red en su computadora de un solo tablero (WiFi, Ethernet ...) se deben asignar los siguientes pines en su dispositivo:

Pasadores de módulo SPI
- Miso
- Mosi
- Acariciar
3 o 4 pines GPIO para conectarse al módulo Lora:
- CS (también conocido como NSS)
- Dio 0
- Dio 1
- REST - Opcional
Pins de potencia: 2 pines para VCC (generalmente 3.3V) y 1 para GND

Consulte el comando gpio readall (también verifique las siguientes secciones) para obtener más información para su placa en particular. Observe también los números de cableado, porque el archivo de configuración espera ese esquema de numeración.

Por ejemplo:


 +------+-----+----------+------+---+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 |
           --------------

Clon el proyecto

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

Orange PI: compilar e instalar

Los siguientes pasos se han probado en Armbian V5.90. Sin embargo, se recomienda usar su última versión.

Compile WiringPi para Orange PI // para el modelo cero Use Biblioteca Wiringop-Zero en su lugar // con el comando ./build
- Opcionalmente, especifique la variable de plataforma para cambiar la configuración de la placa (para EG para Orange PI PC: PLATFORM=orangepipc ./build ) o deje el script de compilación para determinarlo automáticamente.
- En Armbian y Orange PI, es posible que deba agregar la superposición spi-spidev . Además, en /boot/armbianenv.txt deberá agregar el parámetro param_spidev_spi_bus=1 o param_spidev_spi_bus=0 dependiendo del modelo de placa. Por ejemplo:
  - Orange PI Zero- param_spidev_spi_bus=1 Si consideramos las siguientes superposiciones activas: i2c0 i2c1 pps-gpio pwm spi-add-cs1 spi-spidev uart1 usbhost2 usbhost3
  - Orange PI PC - param_spidev_spi_bus=0
  - Para obtener más información, consulte https://docs.armbian.com/user-guide_allwinner_overlays/, https://github.com/armbian/sunxi-dt-overlays/blob/sun8i-h3/readme.sun8i-h3-overlays), y consulte con los docs específicos de la junta
  - ADVERTENCIA: En algunos núcleos de Linux más nuevos (para EG> 5.10.43-SUNXI), dependiendo del modelo de tablero, el SPI puede no funcionar en absoluto. La indicación de eso puede ser el directorio faltante /dev/spidev* a pesar del controlador spidev cargado. Una solución temporal para este caso es cambiar a un núcleo más antiguo.
  - ADVERTENCIA 2: ¡Las variaciones en las superposiciones cargadas incluso para la misma placa producirán diferentes resultados para los pines GPIO disponibles, dispositivos SPI, etc.! El comando gpio readall también mostrará una tabla ligeramente diferente, con algunas filas ocultas o mostradas.
- Ejecutar gpio readall para ver la tabla de esquema de pinout de placa
Compilar este proyecto con make

Raspberry Pi y otros: compilar e instalar

WiringPI se instala en Raspbian: no se necesitan acciones
Compilar este proyecto con make

Ejecutando el reenvío de paquetes Lora UDP

Crear config.json copiando config.json.template:
- Edite los valores SPI_PORT y SPI_CHANNEL en consecuencia.
  - Consulte el miso / Mosi y en particular los postigos ".Number" del comando gpio readall
  - Además, observe la salida de sudo ls /dev/spi* donde los resultados como para EG "/dev/spidev1.0" corresponden a/dev/spidev <spichannelnumber> . <spiportnumer>
  - Tenga en cuenta que la capacidad de especificar SPI_PORT personalizado es una característica no estándar, que puede no funcionar en entornos con el cableado original para RaspberryPI. Una solución alternativa es crear enlaces simbólicos a /dev /spidev <x> . <x> .
- Edite el campo IC_Model para especificar el modelo de chip Lora. Use uno de los siguientes valores compatibles a continuación:
  - Para la serie SX126X: SX1261 , SX1262 o SX1268
  - Para LLCC68: LLCC68
  - Para la serie SX127X: SX1272 , SX1273 , SX1276 , SX1277 , SX1278 o SX1279
  - Para la serie RFM9X: RFM95 , RFM96 , RFM97 o RFM98
- Edite el pinout (ejecute gpio readall para verificar los números de pin de cableado que deben especificarse). Tenga en cuenta que PIN_REST es opcional . Si no se usa, debe configurarlo en -1 y dejar el pin del transceptor flotando o conectado a VCC;
- Edite los parámetros restantes en consecuencia.
Para ejecutar la aplicación:
- ./LoRaPktFwrd
Para ejecutar la aplicación y también especificar la interfaz de red utilizada para la generación de ID:
- ./Lorapktfwrd <Interface_name>
  - El predeterminado es eth0
  - Ejemplo: ./LoRaPktFwrd wlan0
Para obtener las opciones de CLI compatibles:
- ./LoRaPktFwrd -h

Ejecutar el reenvío de paquetes Lora UDP como servicio de sistema

Este proyecto se puede instalar como un servicio Systemd (consulte el archivo LoRaPktFwrd.service ) que opcionalmente puede comenzar automáticamente después de que el sistema se inicie. Como requisito previo, asegúrese de que el proyecto esté compilado (a través del comando make ) y puede ejecutarse correctamente con su propio archivo config.json .

Para instalar el servicio lorapktfwrd que puede ejecutar: sudo make install
Para desinstalar el uso del servicio: sudo make uninstall
Para permitir que el servicio se ejecute automáticamente después de que el sistema Boots: sudo systemctl enable LoRaPktFwrd.service
Para no permitir que el servicio se ejecute automáticamente después de que el sistema se inicie: sudo systemctl disable LoRaPktFwrd.service
Para iniciar / reiniciar / detener / ver manualmente el estado del servicio:

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

Para inspeccionar los últimos registros del servicio: sudo journalctl -n 100 -f -u LoRaPktFwrd.service

Dependencias

Lora UDP Packet Reengers se basa en los siguientes programas y bibliotecas:

G ++ que soporta el estándar C ++ 14
hacer
Cableado

Cómo probar

Proporcionado es un simple proyecto de Lora TRASMITTER ARDUINO llamado "transmisión" en el directorio actual. Enganche su módulo ESP8266/Arduino/cualquier tabla a través de SPI al módulo SX1278, compilarlo y comenzará a transmitir datos. Usando la configuración predeterminada dentro de "config.json.template" en términos de especificaciones de RF, la aplicación Reense debe elegir inmediatamente los datos del transmisor.

Otros extras

Tempmon

Un pequeño programa de monitor de temperatura que puede ejecutarse en segundo plano y modificar pines GPIO en respuesta.

Limitaciones

Lograr los tiempos de transmisión de enlace descendente perfectos parece ser difícil con la combinación de una computadora de un solo tablero ordinaria equipada con un transceptor lora lora. La razón de eso se reduce al reloj de hardware impreciso de la computadora combinado con la naturaleza de tiempo no real de Linux. Para compensarlo, este proyecto tiene como objetivo que se ejecute con una prioridad muy alta (casi en tiempo real) y un mayor uso de la CPU (aproximadamente 20%) para compensar parcialmente los retrasos del sistema operativo irregular.