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LoRaPacketForwarder

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Lora Packet Forwarder for Linux

Pacote de pacote UDP de canal único LORA Ideal para fins de desenvolvimento ou teste. Recebe e transmite bidirecionalmente. Este projeto é ideal para DIY de um dos "gateways" mais baratos da Lora, composto por um computador de placa única e um módulo Lora de US $ 4.

O objetivo do projeto é fornecer um encaminhador Lora simples para:

Linux - Orange Pi, Raspberry Pi, etc.
Suporta o protocolo semtech udp v2 - uplink, downlink e estatísticas:
- A rede de coisas - testada v2 e v3
- Chirpstack - testado v3
Classes de dispositivos Lorawan suportados:
- Classe A, Lora Modulação - testada
Comunicação SPI baseada em WiringPi e Radiolib modificado para Linux (Orange Pi ou Raspberry Pi) com chips Lora:
- SX126X Série
- LLCC68
- Série SX127X
- Série RFM9X
Arquivo de configuração JSON básico

Como usar

Configuração de hardware

Juntamente com a conexão de rede no seu computador único (Wi-Fi, Ethernet ...), os seguintes pinos no seu dispositivo devem ser alocados:

Pinos do módulo SPI
- Miso
- Mosi
- Clk
3 ou 4 pinos de gpio para conectar -se ao módulo Lora:
- CS (também conhecido como NSS)
- DIO 0
- Dio 1
- REST - Opcional
Pinos de potência - 2 pinos para VCC (geralmente 3,3V) e 1 para GND

Consulte o comando gpio readall (verifique também as próximas seções) para obter mais informações para sua placa específica. Observe os números WiringPI também, porque o arquivo de configuração espera esse esquema de numeração.

Para por exemplo:


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

Clone o projeto

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

Orange Pi: compilar e instalar

As etapas a seguir foram testadas no Armbian v5.90. No entanto, é recomendável usar sua versão mais recente .

Compile wiringpi para laranja pi // para o modelo zero Use a biblioteca Wiringop-zero em vez // com ./build comando
- Opcionalmente, especifique a variável da plataforma para alterar a configuração da placa (para por exemplo, para Orange Pi PC: PLATFORM=orangepipc ./build ) ou deixe o script de compilação para determinar automaticamente.
- Em Armbian e Orange Pi, pode ser necessário adicionar a sobreposição spi-spidev . Além disso, em /boot/armbianenv.txt, você precisará adicionar parâmetro param_spidev_spi_bus=1 ou param_spidev_spi_bus=0 dependendo do modelo da placa. Para por exemplo:
  - Laranja pi zero- param_spidev_spi_bus=1 se considerarmos as seguintes sobreposições ativas: i2c0 i2c1 pps-gpio pwm spi-add-cs1 spi-spidev uart1 usbhost2 usbhost3
  - Orange Pi PC - param_spidev_spi_bus=0
  - Para obter mais informações, verifique https://docs.armbian.com/user-guide_allwinner_overlays/, https://github.com/armbian/sunxi-dt-overlays/blob/master/sun8i-h3/readme.sun8i-h3-overlays) e consulta
  - AVISO: Em alguns kernels Linux mais recentes (por exemplo, 5.10.43-Sunxi), dependendo do modelo da placa, o SPI pode não funcionar. Indicação disso pode ser o diretório ausente /dev/spidev* apesar do driver spidev carregado. Uma solução alternativa temporária para este caso está mudando para um kernel mais antigo.
  - Aviso 2: Variações nas sobreposições carregadas, mesmo para a mesma placa, produzirão resultados diferentes para os pinos GPIO disponíveis, dispositivos SPI, etc! O comando gpio readall também mostrará uma tabela ligeiramente diferente, tendo algumas linhas escondidas ou mostradas.
- Execute gpio readall para ver a tabela de esquema de pinagem da placa
Compilar este projeto com make

Raspberry Pi e outros: compilar e instalar

WiringPi é pré -instalado em Raspbian - nenhuma ação necessária
Compilar este projeto com make

Em execução Lora UDP Packet Forwarder

Criar config.json copiando config.json.template:
- Edite os valores spi_port e spi_channel de acordo.
  - Consulte o miso / mosi e em particular ".Number" Postfixes do comando gpio readall
  - Além disso, observe a saída de sudo ls /dev/spi* onde os resultados como para EG "/dev/spidev1.0" correspondem a/dev/spidev <spichannelnumber> . <SpiPortnumer>
  - Observe que a capacidade de especificar SPI_PORT personalizada é um recurso não padrão, que pode não funcionar em ambientes com o WiringPi original para RaspberryPi. Uma solução alternativa está criando links simbólicos para /dev /spidev <x> . <x> .
- Edite o campo IC_model para especificar o modelo Lora Chip. Use um dos seguintes valores suportados abaixo:
  - Para SX126X Series: SX1261 , SX1262 ou SX1268
  - Para LLCC68: LLCC68
  - Para SX127X Series: SX1272 , SX1273 , SX1276 , SX1277 , SX1278 ou SX1279
  - Para série RFM9X: RFM95 , RFM96 , RFM97 ou RFM98
- Edite o pinout (execute gpio readall para verificar os números do WiringPI que precisam ser especificados). Observe que Pin_rest é opcional . Se não for usado, você deve configurá -lo como -1 e deixar o pino do transceptor flutuando ou conectado ao VCC;
- Edite os parâmetros restantes de acordo.
Para executar o aplicativo:
- ./LoRaPktFwrd
Para executar o aplicativo e também especificar a interface de rede usada para geração de identificação:
- ./Lorapktfwrd <iSacle_name>
  - O padrão é eth0
  - Exemplo: ./LoRaPktFwrd wlan0
Para obter as opções de CLI suportadas:
- ./LoRaPktFwrd -h

Em execução Lora UDP Packet Forwarder como um serviço de sistema

Este projeto pode ser instalado como um serviço Systemd (consulte o arquivo LoRaPktFwrd.service ), que opcionalmente pode começar automaticamente após as botas do sistema. Como pré -requisito, verifique se o projeto é compilado (através do comando make ) e é capaz de executar corretamente com seu próprio arquivo config.json .

Para instalar o serviço LORAPKTFWRD, você pode executar: sudo make install
Para desinstalar o uso do serviço: sudo make uninstall
Para permitir que o serviço funcione automaticamente após as botas do sistema: sudo systemctl enable LoRaPktFwrd.service
Para proibir o serviço para ser executado automaticamente após as botas do sistema: sudo systemctl disable LoRaPktFwrd.service
Para iniciar / reiniciar / interromper manualmente / verifique o status do serviço:

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

Para inspecionar os últimos registros do serviço: sudo journalctl -n 100 -f -u LoRaPktFwrd.service

Dependências

O Packet Forwarder da Lora UDP conta com os seguintes programas e bibliotecas:

G ++ Suporte C ++ 14 padrão
fazer
WiringPi

Como testar

Fornecido é um exemplo simples de exemplo de Arduino Lora Trasmitter chamado "transmissão" no diretório atual. Conecte seu módulo ESP8266/arduino/qualquer placa via SPI para SX1278, compile -o e começará a transmitir dados. Usando a configuração padrão dentro de "config.json.template" em termos de especificações de RF, o aplicativo encaminhador deve escolher imediatamente os dados do transmissor.

Outros extras

Tempmon

Um minúsculo programa de monitor de temperatura que pode ser executado em segundo plano e modificar pinos GPIO em resposta.

Limitações

Conseguir um tempo de transmissão de downlink perfeito parece ser difícil com a combinação de um computador de placa única comum equipada com um transceptor de Lora simples. A razão para isso se resume ao relógio impreciso de hardware do computador combinado com a natureza não real do Linux. Para compensar isso, este projeto visa funcionar com uma prioridade muito alta (quase real) e aumentar o uso da CPU (aproximadamente 20%) para compensar parcialmente os atrasos irregulares do sistema operacional.