lora gateway

Lora-to-MQTT网关

介绍

这个存储库为您提供了轻松构建所需的一切（这是一个DIY项目！），这是一个优质的lora-to-mqtt网关，基于Ebyte Lora模块和ESP32，并与Wi-Fi或Ethernet合作，跑出5V。网关有两个不同的版本，这些版本的详细信息，您应该在下面选择：

• 一个使用ebyte E32
• 一个使用ebyte e220

为了赋予董事会以太网功能，我使用了Quinled ESP32以太网帽子。当然，自然而然的是我还应该使用Quinled ESP32，但是我有一些备用标准的ESP32 Devboards散布着毫无用处，所以我设计了这些板。但是，就是说，我可能有一天可以完全根据Quinled-Esp32设计一个版本。

要轻松在Wi-Fi和以太网之间切换，板上有一个跳线可以做到这一点。这甚至可以与董事会供电；无需削减电源。

我需要做什么才能得到一个？

同样，这是一个DIY项目！因此，首先，您需要一些焊接技能，我强烈建议您使用SMD热板或热气枪来焊接Ebyte E32模块。只用铁焊接它非常困难！

1。获取PCB

因此，您想在您选择的PCB原型工厂（例如JLCPCB或PCBWAY）上打印PCB。我在Sectiv文件夹中包括了Gerber文件。如果您想使用其他服务提供商，则需要检查他们是否可以接受这些Gerbers或自己生成它们。

我还强烈建议您用模板订购此PCB，否则您将很难将糊状物放在Ebyte模块的垫子上！

2。获取组件

• 查找IBOM文件以获取您需要的组件列表：
  • E32版本IBOM
  • E220版IBOM
• ESP32和Quinled以太网帽子的其他链接：
  • 常规ESP 32 Devkit（用2x15引脚选择一个！！）：https：//www.aliexpress.com/wholesale?catid=0&initiat = initiative_id = sb_2022031122647&searchtext = epp32+devkit
  • （如果您想要以太网，可选）带有以太网帽子的ESP32：
    • 全球商店：https：//shop.allnetchina.cn/collections/quinled/products/quinled-esp32
    • 仅美国：https：//drzzs.com/shop/quinled-esp32/

3。建造木板并将其连接起来

每个PCB文件夹都有一个IBOM HTML文件，可为您提供良好的焊接说明 /概述，在每个版本文件夹中的ibom文件夹中找到它。当您焊接板时，只需将其与5V电源线接线，然后就可以了！它消耗少于200mA，因此您可以轻松地使用旧的500mA，1A（或更高）手机充电器。

4。安装软件

源可在src文件夹中使用。下载Arduino IDE，检查config.h文件，然后用您的设置替换占位符，并将其编译和上传到ESP32。那应该是它，并且网关应在您的MQTT服务器中弹出，并每5秒发送一次健康检查消息。

现在，如何将传感器和板发送到它的传感器和板上，可以在下面的“源代码 /软件”部分中找到它。

PCB

一般设计

• 可以使用Wi-Fi或以太网进行操作
  • 船上的跳线（即使使用电动机板）在这两个之间切换
• 使用标准的30针（2x15针） ESP32 Devkit
• 对于以太网，使用Quinled Esp32以太网帽子
• 轻松使用螺丝码头供电
• 使用PTC保险丝的额外保护，以防万一有侧面
• 也可以在ESP32上通过USB供电，但这将跳过PTC保险丝并进行保护。因此不建议
• 四个M2.5安装孔将其安装到或将其安装到您想要的任何地方

您应该选择哪一个？这很容易，并且由一个因素定义：

• 如果您 /您的传感器和其他板使用RFM95模块和Arduino-Lora库：使用E32版本！
• 如果您通常使用使用串行通信的EBYTE模块和Renzo Mischiantis著名的Arduino库：使用E220版本。

您需要在这些之间进行选择，因为使用串行通信的EBYTE模块无法与RFM95模块进行通信，尽管它们使用了相同的Semtech SX1276 Lora芯片。这是因为Ebyte串行操作的模块还具有Litte MCU，该模块在通过LORA发送消息时已经执行了自己的“ Quite” /“协议”。因此，您不会直接与Semtech芯片交谈，而是那个小MCU。人们需要了解如何使用直接SPI通信到Semtech芯片（例如我使用的特定E32模块或RFM95）的LORA模块来读取这些消息，以使它们相互合作。

Lora-Gateway-E32

此版本基于EBYTE E32-400M20S或E32-900M20S，该版本可直接串制到Semtech SX1276。在上次研究时（2022年开始），这是唯一在此PCB上使用的电子字节模块，因此您无法使用其他使用串行通信的其他电子字节模块：它们不会适合董事会 /有不同的引脚！为您的地区选择合适的一个（TL；为我们/亚洲的DR：400，欧洲900）。

该模块不在BOM CSV文件中，您需要将其从Aliexpress中获取：

• 400MHz：
  • EBYTE IOT工厂商店：https：//www.aliexpress.com/item/1005003567891629.html
  • Cojxu官方商店：https：//www.aliexpress.com/item/1005003567929089.html
• 900MHz
  • EBYTE IOT工厂商店：https：//www.aliexpress.com/item/1005003509312425.html
  • Cojxu官方商店：https：//www.aliexpress.com/item/10050036466639064.html

Lora-Gateway-E220

如果您通常在EBYTE生态系统中使用其串行接口模块工作，则该板适合您。但是，我没有为该板的基于E32的软件的端口。而且我实际上不打算这样做，因为我个人使用了E32版本。但是欢迎您使用Renzo Mischiantis Arduino图书馆来端口。

该模块不在BOM CSV文件中，您需要将其从Aliexpress中获取：

• 400MHz：
  • EBYTE IOT工厂商店：https：//www.aliexpress.com/item/1005002090403425.html
  • Cojxu官方商店：https：//www.aliexpress.com/item/1005002060190690.html
• 900MHz
  • EBYTE IOT工厂商店：https：//www.aliexpress.com/item/1005002116885160.html
  • Cojxu官方商店：https：//www.aliexpress.com/item/10050036816666059.html

源代码 /软件

我为此开发的软件是可以轻松扩展的，而无需触摸网关本身的实际逻辑，而是在单独的文件中添加一点代码。

看看lora-ids.h 。该文件应在此网关和您开发的所有传感器之间共享。它具有不同的消息类型的列表，您可以轻松添加自己的列表。例如，它具有“邮箱”类型，该类型定义了邮箱发送的一些属性。这使您可以轻松阅读和处理此消息并在MQTT服务器中创建主题，然后您可以收听。还有一种“自定义”类型，基本上具有免费文字，也许适合调试。

随时在此文件中添加自己的类型。您需要添加两件事：

• 它的ID，例如#define LORA_MESSAGE_ID_CUSTOM 0x0
• 定义描述其属性的结构： struct LoRaMessageCustom : LoRaBase

MQTT主题看起来如何订阅？

消息属于网关ID，设备ID和消息ID的主题。因此，对于以下示例，我们假设：

• 具有ID 0xA和名称mailbox-sensor的设备已发送
• LORA_MESSAGE_ID_MAILBOX类型的消息和
• 具有ID 0x1和名称lora-gateway-e32网关接收它。

因此，让我们首先以mailbox消息类型为例。它定义了这些属性：

• 长时间
• 浮动距离
• 浮动湿度
• 浮动温度

此外，它定义了自己的名称（并因此：这些属性的父母）：

• String getMqttTopicName() { return "mailbox"; }

因此，每当网关收到此类消息时，它将从中读取属性并将其放入这些主题：

• ???/messages/mailbox/duration
• ???/messages/mailbox/distance
• ???/messages/mailbox/humidity
• ???/messages/mailbox/temperature

但是/messages/零件的形式在哪里，什么是???/这很容易：您开发的简单设备 /传感器也应在lora-ids.h中注册。在最顶部，有一系列设备列表，每个列表都有：

• 设备ID
• 设备名称（有情地用于构建MQTT主题）

网关将对它通过设备接收到的所有消息进行排序，并以该设备名称将其前缀，然后对messages主题下的所有消息进行分类，以允许该设备在实际消息旁边有其他主题。这使您可以从特定设备中收听特定消息类型的特定字段/值！

所以我们现在知道这一点：

• ???/mailbox-sensor/messages/mailbox/duration
• ???/mailbox-sensor/messages/mailbox/distance
• ???/mailbox-sensor/messages/mailbox/humidity
• ???/mailbox-sensor/messages/mailbox/temperature

最后一个缺少的部分是接收消息的网关。它也被定义为设备，因此它也有一个名称，因此我们可以轻松地为我们的示例构造完整的主题名称：

• lora-gateway-e32/devices/mailbox-sensor/messages/mailbox/duration
• lora-gateway-e32/devices/mailbox-sensor/messages/mailbox/distance
• lora-gateway-e32/devices/mailbox-sensor/messages/mailbox/humidity
• lora-gateway-e32/devices/mailbox-sensor/messages/mailbox/temperature

现在您可以轻松：

• 添加自己的设备：
  • 将其添加到具有ID和名称的LORA_DEVICE_IDS
• 添加新消息类型：
  • 为其定义ID
  • 定义描述它的结构

我如何实际发送消息？

查看sendLoRaMessage函数： bool sendLoRaMessage(byte messageID, LoRaBase *loRaMessage, byte recipientId = 0, byte senderId = 0)它希望我们给予它：

• 我们要发送的消息ID
• 以及消息本身

我们还可以选择指定：

• 此消息的收件人。如果未指定，则默认为LORA_GATEWAY_ID
• senderid，默认为LORA_DEVICE_ID ，如果未指定

因此，在您的代码中，只需创建要发送的消息ID的实例，然后将其传递给sendLoRaMessage ：

 LoRaMessageMailbox *loRaMessage = new LoRaMessageMailbox;
loRaMessage->duration = duration;
loRaMessage->distance = distance;
loRaMessage->humidity = humidity;
loRaMessage->temperature = temperature;

sendLoRaMessage(LORA_MESSAGE_ID_MAILBOX, loRaMessage);

就是这样:)

它如何在引擎盖下工作？

为此，我们看一下如何通过洛拉发送的实际消息。基本思想是从Arduino-Lora库中被盗的，该库使用单一字节来识别发件人，接收器等。

查看一条消息：

• 第一字节是收件人ID
  • 这也可以将其设置为0xff，这表示已接收到的广泛案件消息，并且可以由所有设备处理。
• 第二个字节是发件人ID
• 第三字节是消息ID
• 第4-255个字节是我们将拆分的信息
  • 该消息简单地使所有值| 。因此，以mailbox消息示例为例，该消息的值可能看起来像： 12345|3.56|44.55|27.4