LoRaWAN Weather Station Demo using SAMR34

Ejemplo de la estación meteorológica de Lorawan® usando SAM R34 XPlained Pro

Introducción

Lora representa a largo plazo. Lorawan representa redes de área de largo alcance. Lorawan es la red en la que opera Lora. Lorawan es un protocolo de capa de control de acceso a medios (Mac), pero principalmente es un protocolo de capa de red para gestionar la comunicación entre las puertas de enlace de LPWAN y los dispositivos de nodo final como protocolo de enrutamiento, mantenido por la Alianza Lora. Algunas de las aplicaciones que se pueden lograr con LORA son el estacionamiento inteligente y la gestión de vehículos, las instalaciones y la gestión de infraestructura, la detección y gestión de incendios, la gestión de residuos, la automatización del hogar para IoT permite electrodomésticos inteligentes, gestión de la agricultura inteligente y la gestión del ganado, el monitoreo de la temperatura y la humedad, los sensores de nivel de agua y el control de riego.

Ventajas de usar Lorawan

• Duración de la batería larga debido al bajo consumo de energía
• Implementación de bajo costo debido al hardware de bajo costo y al espectro sin licencia
• Cobertura de largo alcance y penetración en construcción
• Red segura
• Red escalable para admitir actualizaciones futuras
• Facilidad de acceso y conectividad a las aplicaciones en la nube
• Acceso a gestión y control remoto

Características del ejemplo de demostración

• Capturar datos del sensor de la estación meteorológica (humedad, temperatura, lluvia, viento, luminosidad, etc.)
• Envíe los datos capturados utilizando el protocolo inalámbrico Lorawan
• Sueño de baja potencia después de que se envían datos del sensor
• Integración al servidor de aplicaciones de Lorawan como Cayenne
• Monitorear y analizar los días de los datos del sensor en un tablero
• Modos de baja potencia (espera y copia de seguridad, experimentan el poderoso pero de baja potencia SIP - SAMR34

Hardware

• SAM R34 XPlained Pro (Cantidad: 1)
• Estación meteorológica de Misol
• Tablero de ruptura del transceptor Sparkfun
• Micro usb
• US902 - Lorawan Gateway (que se conecta al servidor de red Things) - Enlace
• Conectividad a Internet
• M a m cables de jersey y cables de jersey

Configuración de hardware (¡importante!)

1. Retire el adaptador USB de RS485 al adaptador USB que viene con la estación meteorológica
2. Señales de soldadura A y B que vienen de la estación meteorológica a los agujeros chapados en el conector RS485
3. Señal corta de 3-5 V en RS485 Break Out Board a B en RS485 Break Out Board - Nota : cuando se usa el emulador de Teraterm para ver registros de datos del sensor, se muestra el estado de unión (durante el desarrollo), el paso 4 es esencial para la operación independiente del dispositivo y solo se puede omitir cuando el usuario quiere ver registros de datos de sensores en un emulador terminal de un emulador terminal
4. Conecte la señal de 3-5 V al VCC del SAM R34 XPlained Pro para la operación independiente - Nota : cuando el emulador de Teraterm no se está utilizando y el dispositivo está listo para la operación independiente (operación independiente)
5. Conecte "RTS" de la placa RS485 Rateo a la señal GND de SAM R34 XPlained Pro
6. Conecte "TX-O" de la placa RS485 Rateo a PA05 de SAM R34 XPlained Pro para la imagen de referencia de la placa RS485 que denota señales

6. Conecte el SAM R34 XPlained Pro a PC a través del puerto USB EDBG
7. Potencia en la estación meteorológica usando 3 baterías AA

Software

• OS - Windows 7 y superior
• Atmel Studio 7 y superior

Gateway de Lorawan, registro de dispositivos finales e integración de aplicaciones

• Regístrese para obtener una cuenta gratuita
• Pasos para registrar su puerta de enlace a la red Things
• Crear una aplicación en la consola de redes de cosas
• Registrar (registro del dispositivo) su dispositivo final a la aplicación creada
• Agregue Cayenne "MyDevices" como integraciones de aplicaciones en la consola de red Things con la clave de acceso como "clave predeterminada"
• Configure su cuenta MyDevices
• Regístrese para una cuenta de Cayenne My Devices
• Al registrarse, vaya a agregar nuevo -> dispositivo/widget
• Haga clic en Lora y seleccione el servidor "The Things Network"
• Busque Cayenne LPP en la barra de búsqueda
• Seleccione Cayenne LPP e ingrese la dirección de Deveui, fíjara del dispositivo y haga clic en la opción "Agregar dispositivo"

Pasos

• Clonar la representación en la máquina local
• Abra el proyecto en Atmel Studio 7
• Edite el archivo conf_app.h para cambiar la configuración de la aplicación Lorawan como Deveui, Appeui, AppKey, Junkype, Subband, Sleeptime, etc. Las configuraciones de red como Deveui, Appeui, etc., están disponibles durante el registro del dispositivo.
• Conecte el SAM R34 XPlained Pro usando EDBG USB a PC como se menciona en la sección Configuración de hardware
• Programe el firmware APPS_ENDDEVICE_DEMO en SAM R34 XPlained Pro - para las instrucciones de estudio ATMEL por primera vez aquí
• Después de programar el firmware, abra la aplicación del emulador de terminal como Teraterm
• Abra el puerto COM en Teraterm con configuraciones - Baudrate - 9600, datos - 8 bits, paridad - ninguno, parada - 1 bit, control de flujo - ninguno
• Restablecer la placa, los registros de la aplicación de demostración se mostrarán en la ventana Terminal.
• La aplicación de demostración comienza con el dispositivo final que intenta unirse al servidor de red Lorawan.
• Una vez unido, el dispositivo final espera datos en serie entrantes de la estación meteorológica
• Tras la recepción exitosa de los datos del sensor del servidor de red, los datos se envuelven en un formato de Cayenne LPP y se envían al servidor de aplicaciones Lorawan (Cayenne para la pantalla)
• Tras la recepción exitosa de los datos del sensor, Cayenne Dashboard mostrará todos los valores del sensor recibido del dispositivo Lorawan End (los usuarios son libres de cambiar los iconos del valor del sensor recibido y otras configuraciones) Datos del sensor en vivo

Detalles de la estación meteorológica

Se pueden solicitar más detalles sobre la implementación del protocolo para la implementación de los datos en serie, etc.

• 1st 、 2nd: 24 (identificar el tipo TX)
• 3er 、 4th ： 0D (código de seguridad)
• 5th、6th、7th： 146 (wind direction) (explanation: 146(HEX) =0001, 0100,0110 (Binary) (Bit8=0, Bit 7=0, Bit 6=0, Bit 5=0, Bit 4=1, Bit 3=0, Bit 2=1, Bit 1=0, Bit 0=0,) Wind direction is:B0 0001, 0100 = 20 (decimal) So, wind direction is: 20 °
• 8º, 9, 10: 2a4 (temperatura) (Explicación: 2a4 (hex) = B0010 1010 0100 = 676 (decimal) Cálculo: (676-400) /10=27.6 Entonces la temperatura es: 27.6 ℃ 11 、 12 ： 38 (humedad)
• 13th 、 14 th ： 22 (velocidad del viento) (explicación: 22 (hex) = b 0010 0010 (bit8 = 0, bit 7 = 0, bit 6 = 0, bit 5 = 1, bit 4 = 0, bit 3 = 0, bit 2 = 0, bit 1 = 1, bit 0 = 0,), entonces, los datos son: B0 0010 0010 = 34 (d) Cálculo: 34/8) IS: 4.75 m/s.
• 15 、 16 ： 05 (velocidad de ráfaga) (Explicación: Velocidad de ráfaga: 5 *1.12 = 5.6 m/s)
• 17-20 th: 001c (precipitación de acumulación) (Explicación: Lluvia de acumulación: 28 mm)-21-24 ： 0003 (UV) (Explicación: UV: UW/CM2)
• 25-30 ： 001518 (luz) (Explicación: UV: 5400/10 = 540 Lux)
• 31º 、 32º: FF CRC (CRC8, Polynomial_hex ： 31)
• 33º 、 34 th ： Valor de suma de verificación F9 (suma de los 16 bytes anteriores)

Instantánea de la configuración de hardware