WARS Birdhouse
V1 - Working prototype
Ищете другой способ твитнуть? Этот проект исследует потенциал использования низкокачественных/низкополосных радиоприемников для создания простых сетчатых сетей, которые могут передавать текстовые сообщения по всему городу. Сети этого типа могут быть полезны для экстренной связи или других приложений, которые могут воспользоваться полностью автономным (нейтральным) природой станций ретранслятора птичьего дома. Этот проект осуществляется членами любительского радио Уэллсли, W1TKZ. Дизайн доступен для любительских (некоммерческих) целей в духе экспериментов и обмена знаниями среди сообщества Хэм. По крайней мере, мы создаем дома для некоторых счастливчиков в нашем районе.
Пожалуйста, свяжитесь с Брюсом Макинноном (KC1FSZ), если у вас есть технические вопросы. Меня интересуют домашние радиопроекты, многие из которых можно найти на моей странице QRZ.
Проект Wiki находится здесь.
Эта птица летит? Давайте узнаем!
Узлы в сети являются автономными, солнечными птичьими домиками, которые содержат радио-радио +20 дБм/100 МВт (Semtech SX1276). Эти птичьи дома будут работать 24x7, предполагая разумные погодные условия. USB-подключенные узлы рабочего стола используются для доступа к сети с компьютера через последовательное соединение. Узел интернет -шлюза также находится в стадии разработки.
Эксперименты Lora Range были широко документированы. Ваша прокладка будет значительно варьироваться в зависимости от местности, станции и т. Д. Тестирование показывает, что в пригородных районах разумные диапазоны 1 км являются разумными.
Упаковка для птиц была выбрана для того, чтобы легче вписаться в окружающую среду. Мы хотим, чтобы этот проект был экологически чистым.
Солнечная конструкция с низким энергопотреблением позволяет птичьим домам быть на 100% автономными. Это делает его относительно легко устанавливать станцию ретранслятора в любом месте, которое имеет хорошее воздействие на солнце и хорошую видимость для других станций.
Модель настольной станции оснащена USB -соединением, не имеет компонентов аккумулятора/солнечного батареи, но идентична ретрансляторам Birdhouse с точки зрения радиочастотной/прошивки.
В настоящий момент в Birdhouse управляется микроконтроллер ESP32, хотя это решение рассматривается. На над которым работает более энергоэффективный прототип STM32.
Товарные компоненты используются для минимума затрат на птичьи дома. Наша цель - сохранить стоимость узла менее 50 долларов США.
Программное обеспечение поддерживает простой протокол маршрутизации сообщений, который позволяет пакетам «прыгать» между домами, чтобы достичь конечного пункта назначения. Другие управляющие пакеты используются для извлечения инженерных данных и для управления маршрутизацией сообщений.
33-сантиметровый диапазон Хэм (902-928 МГц) используется, учитывая, что это экспериментальная технология и не является FCC Part 15 в настоящее время. Все узлы должны быть установлены/эксплуатированы лицензированными FCC Radio Operators в соответствии с правилами части 97.
Сеть подтверждения концепции из 5 станций была построена в Уэллсли, штат Массачусетс. Сообщения были успешно направлены взад -вперед по всей сетке, включая хмель между птицами, которые были разделены примерно на 1 километр. Высота антенны важна, как всегда. Дома были подвергнуты плохим погодным условиям Новой Англии, включая снег, лед, продленные периоды облачной погоды и температуры в рамках. Это открытый вопрос о том, как система будет работать, когда наши деревья снова будут иметь на них листья!
Бета -сеть из 15 узлов в настоящее время находится на этапах планирования. Это включает в себя обновления аппаратного и прошивки.
Если вы заинтересованы в высокоскоростных сетях, созданных с использованием коммерческого оборудования, этот проект может быть не вашим вещей. Пожалуйста, посмотрите на Aredn (https://www.arednmesh.org). Команда Aredn делает отличную работу.
Пользователи получают доступ к сети, используя настольные станции, которые оснащены последовательным портом USB. Настольная станция работает точно так же, как и ретранслятор Birdhouse. Протокол последовательной команды используется для отправки и получения сообщений в сети. Настольные станции имеют все необходимые радиочастотные компоненты и являются полноценными узлами в сети (с их собственными адресами). Настольные узлы не используют установку солнечной батареи, так как они могут быть включены из USB -порта.
В настоящее время пользователи взаимодействуют с сетью, используя обычный последовательный терминал, работающий на ПК (т.е. путаница или что -то подобное). Специальное программное обеспечение не требуется. Пользовательский интерфейс Python Desktop планируется улучшить эргономику. Серийные команды описаны в более позднем разделе.
Ожидается, что пользователи будут устанавливать станцию Birdhouse в некотором выгодном месте в своей собственности, чтобы присоединиться к сети и увеличить зону покрытия сети. Это означает, что требуемая прямая видимость для настольной станции гораздо менее важна-это «короткий прыжок» на сеть.
Другой вариант-подключить настольную станцию к качественной антенне с использованием более длинной линии подачи и избежать необходимости в двух станциях. Любая конфигурация в порядке.
Упаковка для настольной станции еще не была завершена. На данный момент детали установлены на деревянном блоке, как показано ниже. Резонансная вертикальная антенна и USB -кабель включены в упаковку.
Оборудование/прошивка все еще уточняется в рамках клубного проекта. Все прошивки, файлы KICAD и деревообработки доступны на этом сайте для всех, кто хочет построить для себя птичий дом.
После проверки нашей следующей аппаратной итерации (V2) мы будем делать компоненты доступными в форме комплекта.
Если вы живете в стратегическом месте на высокой высоте, и вы хотите полностью созданную протестированную станцию, мы будем рады предоставить одну бесплатную. :-)
Пожалуйста, свяжитесь с сетевым администратором, чтобы назначить адрес узла в сети.
Да. Радиомодуль, который мы используем, не является сертифицированной частью 15, поэтому он должен работать с использованием правил части 97 (любителя). В настоящее время мы проводим исследование по версии сети, не являющейся HAM Part 15, чтобы не лицензированные пользователи могли легко присоединиться к веселью. Если у кого -то есть опыт в этой области, добавьте комментарий к обсуждению этой темы в GitHub.
Согласно правилам FCC, сети части 15 и части 97 не будут разговаривать друг с другом.
Сеть работает на 33-сантиметре (902-928 МГц) любительской полосы. Мы работаем на 906,5 МГц, что находится в цифровой части плана ARRL Band на 33 см. По данным Совета по управлению спектром Новой Англии (NESMC, https://www.nesmc.org/) 902 План полосы МГц, эта частота находится в разделе «смешанное использование» полосы. Наша частота была зарегистрирована в базе данных NESMC, чтобы обеспечить надлежащую координацию с другими видами использования этой полосы.
Полезная нагрузка сообщения LORA задокументирована здесь в соответствии с правилами FCC. В дизайне нет шифрования. Информация, содержащаяся здесь, - это все, что слушатель должен был бы интерпретировать сообщения.
Стандартный формат физического пакета Lora используется. Подробности о параметрах LORA:
Вот краткое изложение формата пакета физического слоя из документации Semtech:
Гораздо более подробное объяснение кодирования Лоры можно найти здесь.
Приведенная выше нагрузка содержит 36-байтовый заголовок, за которым следует формат пакета с переменной длиной. Подробности:
Каждой станции присваивается 16-битный адрес. Некоторые адреса имеют особое значение:
Типы пакетов интерпретируются следующим образом:
Большинство типов пакетов признаны на каждом прыжке. Для этой цели используется тип пакета. Обратите внимание, что это не означает, что подтверждение достигает первоначального отправителя, это просто означает, что каждая станция получит ACK, чтобы указать, что пакет был передан на следующую станцию на пути маршрута.
Пакеты подтверждения (тип 1) и идентификационные пакеты и идентификаторы станции (тип 2) не подтверждаются.
Станции будут поддерживать счетчик для каждого узла, который получает пакет. Дублирующие пакеты будут отброшены на основе счетчика идентификатора пакета. Окно будет использоваться, чтобы избежать путаницы, когда счетчик обертывает.
Этот пакет возвращает технические данные, которые используются для мониторинга состояния станции. Формат является следующим образом:
2 байтовых и 4 байтовых целых числа находятся в формате Маленького Эндиан.
Прототип ретранслятора птичьего дома (внешний вид):
Прототип ретранслятора птиц (внутренний вид электроники):
Прототип ретранслятора птичьего дома с башней в QTH KC1FSZ:
Пользовательская печатная плата (V2) была разработана для улучшения интеграции и для облегчения для строителей комплектов без возможностей SMD. Эта плата также предоставляет разъем SMA для облегчения экспериментов антенны.
Узлы повторителей упакованы в стандартизированное корпус для птиц, который был разработан для легкой сборки.
Требуются шесть кусочков дерева. Компоненты прикрепляются с использованием деревянных винтов. Птичья дом полностью функционален для мелких видов птиц.
Крыша наклона под углом 32 градуса в соответствии с рекомендуемой оптимальной конфигурацией для солнечной генерации при 42 градусах северной широты, где была развернута начальная сеть. Конструкция может потребоваться скорректирован для других мест.
Деревянные детали для прототипа ретранслятора птичьего дома:
Прототип ретранслятора, установленного на дереве
Станция ретранслятора, установленная на вершине Северного Хилла в Нидхэме, штат Массачусетс.
Список вырезания пиломатериалов:
Пожалуйста, используйте осторожность при работе с электроинструментами!
Программное обеспечение LORA полностью домашнее пиво-не используются готовые драйверы. Это означает гораздо больше работы и гораздо больше обучения.
Все узлы поддерживают последовательный интерфейс для взаимодействия с сетью, но это подключено только для настольных узлов.
Процессор Serial Command реализован с использованием этого очень хорошего проекта Фила Дженсена.
Статический механизм маршрутизации используется в данный момент. Таблица маршрутизации для каждого узла может быть изменена удаленно. Динамическая маршрутизация будет разработана на будущем этапе.
Пожалуйста, смотрите проект Wiki для получения информации о разработке, настройке IDE и т. Д.
(Чтобы следовать)
Столбец 1
Строка 0 - gnd ряд 1 - Подача GND Row 2 - IO33 (Sense напряжение батареи).
Столбец 2
Рука 0 строка 1 строка 2 - IO19 (SPI MISO) Ряд 3 - IO23 (SPI MOSI) Ряд 4 - IO18 (SPI SCK) Ряд 5 - IO5 (SPI NSS) Ряд 6 - IO26 (RADIO RST) Строка 7 - IO4 (Radio Dio0)
Copyright (C) 2023 - Брюс Маккиннон KC1FSZ
Эта работа охватывается условиями общественной лицензии GNU (V3). Пожалуйста, обратитесь к файлу лицензии для получения дополнительной информации.
Эта работа предоставляется для некоммерческого использования любительским радиосвязи. Перераспределение, коммерческое использование или продажа любой части запрещено.
