WARS Birdhouse
V1 - Working prototype
ツイートする別の方法をお探しですか？このプロジェクトでは、低コスト/低帯域幅のロラ無線を使用して、町中のテキストメッセージを渡すことができるシンプルなメッシュネットワークを構築する可能性を探ります。このタイプのネットワークは、バードハウスリピーターステーションの完全な（炭素中立）性質を活用できる緊急通信やその他のアプリケーションに役立ちます。このプロジェクトは、W1TKZのWellesley Amateur Radio Societyのメンバーによって行われています。このデザインは、ハムコミュニティの間で実験と知識の共有の精神で、アマチュア（非営利目的）の目的で利用可能になります。少なくとも、私たちは私たちの地域のいくつかの幸運な鳥のために家を作っています。
技術的な質問がある場合は、Bruce Mackinnon（KC1FSZ）にお問い合わせください。私は自家製のラジオプロジェクトに興味がありますが、その多くは私のQRZページにあります。
プロジェクトWikiはここにあります。
この鳥は飛びますか？見つけましょう！
ネットワーク上のノードは、それぞれ +20dbm/100MW無線（SemTech SX1276）を含む自律的な太陽電池式の鳥類です。これらの鳥屋は、合理的な気象条件を想定して24時間365日実行されます。 USB接続されたデスクトップノードは、シリアル接続を介してコンピューターからネットワークにアクセスするために使用されます。インターネットゲートウェイノードも開発中です。
Lora Rangeの実験は広く文書化されています。あなたの走行距離は、地形、駅のハイトなどによって大きく異なります。テストは、郊外の地域で1 kmのリンク範囲が妥当であることを示しています。
周囲により簡単に溶け込むために、バードハウスパッケージが選択されました。このプロジェクトが環境に優しいものを望んでいます。
低電力のソーラーデザインにより、鳥屋を100％自律的にすることができます。これにより、太陽に曝露し、他のステーションへの視界が良好な場所にリピーターステーションを比較的簡単に設置できます。
デスクトップステーションモデルはUSB接続を搭載しており、バッテリー/ソーラーコンポーネントを搭載していませんが、RF/ファームウェアの観点からの鳥屋の繰り返しと同じです。
この決定は考慮されていますが、現時点ではBirdhouseはESP32マイクロコントローラーによって運営されています。より電力効率の高いSTM32プロトタイプが機能しています。
商品コンポーネントは、鳥屋のコストを最小限に抑えるために使用されています。私たちの目標は、ノードコストを50ドル未満に保つことです。
このソフトウェアは、パケットが家の間を「ホップ」できるようにするための最終目的地に到達できるようにする簡単なメッセージルーティングプロトコルをサポートしています。他のコントロールパケットは、エンジニアリングデータを抽出し、メッセージルーティングを制御するために使用されます。
33cmハムバンド（902-928 MHz）は、これが実験技術であり、現時点ではFCCパート15の認定を受けていないことを考えると使用されます。すべてのノードは、パート97ルールに基づいて、FCCライセンスのアマチュア/ハム無線オペレーターによってインストール/操作する必要があります。
5つのステーションの概念実証ネットワークがマサチューセッツ州ウェルズリーに建設されました。メッセージは、約1キロメートル離れた鳥屋間のホップを含む、メッシュ全体を往復して正常にルーティングされています。いつものように、アンテナの高さが重要です。家は、雪、氷、曇りの天候の長期間、ゼロ下の気温など、悪いニューイングランドの気象条件にさらされています。これは、私たちの木が再びそれらに葉を置いたときに、システムがどのように機能するかについての未解決の質問です！
現在、15のノードベータネットワークが計画段階にあります。これには、ハードウェアとファームウェアのアップグレードが含まれます。
商用ハードウェアを使用して構築された高速メッシュネットワークに興味がある場合、このプロジェクトはあなたのものではないかもしれません。代わりに、aredn（https://www.arednmesh.org）をご覧ください。 Arednチームは素晴らしい仕事をしています。
ユーザーは、USBシリアルポートが装備されているデスクトップステーションを使用してネットワークにアクセスします。デスクトップステーションは、バードハウスリピーターとまったく同じファームウェアを実行します。シリアルコマンドプロトコルは、ネットワーク上のメッセージを送信および受信するために使用されます。デスクトップステーションには、必要なRFコンポーネントがすべて搭載されており、ネットワーク上の本格的なノード（独自のアドレス付き）です。デスクトップノードは、USBポートから電源を入れることができるため、ソーラー/バッテリーの設置を使用しません。
現在、ユーザーはPCで実行されている従来のシリアル端末（つまり、パテなど）を使用してネットワークと対話します。特別なソフトウェアは必要ありません。人間工学を改善するために、Pythonデスクトップユーザーインターフェイスが計画されています。シリアルコマンドについては、後のセクションで説明します。
期待されるのは、ユーザーがネットワークに参加してネットワークカバレッジエリアを増やすために、自分のプロパティの有利な場所にバードハウスステーションを設置することです。これは、デスクトップステーションに必要な見通しがそれほど重要ではないことを意味します。これは、ネットワークへの「短いホップ」です。
もう1つのオプションは、デスクトップステーションをより長いフィードラインを使用して高品質のアンテナに接続し、2つのステーションの必要性を回避することです。どちらの構成でも問題ありません。
デスクトップステーションのパッケージはまだ確定されていません。現時点では、下の写真のように、部品は木材のブロックに取り付けられています。共鳴垂直アンテナとUSBケーブルがパッケージに含まれています。
ハードウェア/ファームウェアは、クラブプロジェクトの一環としてまだ洗練されています。すべてのファームウェア、KICADファイル、および木工のディメンションは、このサイトで、自分で鳥屋を建設したい人なら誰でも利用できます。
次のハードウェアイテレーション（V2）がテストされた後、コンポーネントをキット形式で利用できるようにします。
標高の高い戦略的な場所に住んでいて、完全に組み立てられたテスト済みのステーションが必要な場合は、1回無料で提供されます。 :-)
ネットワーク管理者に連絡して、ネットワーク上のノードアドレスを割り当ててください。
はい。使用しているラジオモジュールはパート15認定ではないため、パート97（アマチュア）ルールを使用して実行する必要があります。現在、ネットワークの非HAM ISMパート15バージョンの調査を行っており、ライセンスを受けていないユーザーが楽しさに参加しやすくしています。誰かがこの分野で専門知識を持っている場合は、GitHubでこのトピックを議論するためにコメントを追加してください。
FCCルールごと、パート15およびパート97ネットワークは互いに通信しません。
ネットワークは、33cm（902-928 MHz）アマチュアバンドで実行されます。 33cmのARRLバンドプランのデジタル部分にある906.5 MHzで実行されています。 New England Spectrum Management Council（NESMC、https://www.nesmc.org/）902 MHzバンドプランによると、この頻度はバンドの「混合使用」セクションにあります。私たちの頻度は、NESMCデータベースに登録されており、このバンドの他の使用と適切に調整されています。
LORAメッセージペイロードは、FCC規制に準拠して文書化されています。設計のどこにも暗号化はありません。ここに含まれる情報は、リスナーがメッセージを解釈するために必要なすべてです。
標準のLORA物理パケット形式が使用されます。 LORAパラメーターの詳細：
SemTechドキュメントの物理レイヤーパケット形式の概要を次に示します。
LORAエンコードのより詳細な説明は、こちらをご覧ください。
上記のペイロードには、36バイトのヘッダーに続いて可変長さパケット形式が含まれています。詳細：
各ステーションには16ビットアドレスが割り当てられます。一部のアドレスには特別な意味があります。
パケットタイプは次のように解釈されます。
ほとんどのパケットタイプは、各ホップで確認されます。パケットタイプ1は、この目的に使用されます。これは、承認が元の送信者に届くことを意味するものではなく、各ステーションがACKを取得して、パケットがルートパスの次のステーションに引き渡されたことを示すことを意味します。
確認パケット（タイプ1）およびステーションIDパケット（タイプ2）は確認されていません。
ステーションは、パケットを受信する各ノードのカウンターを維持します。重複したパケットは、パケットIDカウンターに基づいて破棄されます。窓は、カウンターがラップされたときに混乱を避けるために使用されます。
このパケットは、ステーションの状態を監視するために使用される技術データを返します。フォーマットは次のとおりです。
2バイトと4バイトの整数は、リトルエンディアン形式です。
Birdhouse Repeaterプロトタイプ（外部ビュー）：
Birdhouse Repeaterプロトタイプ（内部エレクトロニクスビュー）：
KC1FSZのQTHにあるタワーに取り付けられたバードハウスリピータープロトタイプ：
カスタムPCB（V2）は、統合を改善し、SMDはんだ付け機能なしでキットビルダーを容易にするために開発されました。このボードは、アンテナの実験を容易にするためのSMAコネクタも提供します。
リピーターノードは、簡単に組み立てられるように設計された標準化されたバードハウスエンクロージャーにパッケージ化されています。
6つの木片が必要です。コンポーネントは木ネジを使用して取り付けられています。巣箱は小鳥の種にとって完全に機能しています。
屋根は、初期ネットワークが展開された北緯42度での太陽光発電の推奨最適な構成に応じて、32度の角度で傾斜しています。デザインは、他の場所で調整する必要がある場合があります。
Birdhouse Repeaterプロトタイプ用の木材部品：
CloverLeaf On/Off-Rampの内側の木に取り付けられたツリーに取り付けられたリピータープロトタイプ：
マサチューセッツ州ニーダムのノースヒルの頂上に取り付けられたリピーターステーション。
木材カットリスト：
電動工具を使用するときは注意してください！
LORAソフトウェアは完全に自家製です - 既製のドライバーは使用されていません。これは、はるかに多くの仕事とはるかに多くの学習を意味します。
すべてのノードは、ネットワークと対話するためのシリアルインターフェイスをサポートしますが、これはデスクトップノードにのみ接続されています。
シリアルコマンドプロセッサは、Phil Jensenによるこの非常に優れたプロジェクトを使用して実装されています。
現在、静的ルーティングメカニズムが使用されています。各ノードのルーティングテーブルはリモートで変更できます。動的ルーティングは、将来のフェーズで開発されます。
開発、IDEセットアップなどの情報については、プロジェクトWikiをご覧ください。
（フォローする）
列1
行0 -GND行1-供給GND行2 -IO33（バッテリー電圧センス）行3 -IO34（パネル電圧センス）行4 -Supply +VCC行5-パンネル行6-パンネル行7- +3.3V
列2
行0行1行2 -IO19（SPI MISO）行3 -IO23（SPI MOSI）行4 -IO18（SPI SCK）行5 -IO5（SPI NSS）行6 -IO26（無線RST）行7 -IO4（Radio Dio0）
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