[Docker Pi сериясы] Raspberry Pi -де IoT Node (A) модулін қалай қолдануға болады: 18 қадам

2024 Автор: John Day | [email protected]. Соңғы өзгертілген: 2024-01-30 10:24

IoT Node (A) модулі дегеніміз не?

IoT Node (A) - Docker Pi сериялы модульдерінің бірі.

IOT түйіні (A) = GPS/BDS + GSM + Lora.

I2C Lora -ны тікелей басқарады, деректерді жібереді және қабылдайды, SC16IS752 арқылы GSM/GPS/BDS модулін басқарады, аналық платаға тек I2C қолдау қажет.

Raspberry Pi және басқа ұқсас өнімдерді қолдау.

Жабдықтар

1x Raspberry Pi 2B/3B/3B+/4B/3A+/Zero/Zero W

1x Docker Pi сериялы өнім: IoT Node (A) модулі

1x 16 ГБ сыныпты 10 TF картасы

1x 5V/2.5A қуат көзі (Pi 4B үшін 5V@3A)

1 -қадам: ерекшеліктері

• Docker Pi сериясы
• Бағдарламаланатын
• Тікелей басқару (бағдарламасыз)
• GPIO түйреуіштерін кеңейтіңіз
• GPS/BDS қолдау
• GSM қолдау
• Лораны қолдау
• Басқа стек тақтасымен бірге жинауға болады
• Негізгі тақтаның аппараттық құралына тәуелсіз (I2C қолдауын қажет етеді)

2 -қадам: 1 -қадам: IoT (A) тақтасы туралы біліңіз

IoT Node (A) - Docker Pi сериялы модульдерінің бірі.

IOT түйіні (A) = GPS/BDS + GSM + Lora.

I2C Lora -ны тікелей басқарады, деректерді жібереді және қабылдайды, SC16IS752 арқылы GSM/GPS/BDS модулін басқарады, аналық платаға тек I2C қолдау қажет. Raspberry Pi және басқа ұқсас өнімдерді қолдау.

Осылайша сіз олардың екеуін пайдалана отырып, орташа диапазондағы байланыс құрылғысын жасай аласыз.

сонымен қатар борттағы GPS модулінің көмегімен құрылғының орналасқан жерін анықтауға болады.

SIM картасын салыңыз, ол SMS хабарлама арқылы таратушы станцияға айналады.

3 -қадам: 2 -қадам: Оны қалай жинау керек

«HAT» дизайнына байланысты оны жинау өте оңай, сіз оны таңқурайға орнатып, GPIO түйреуіштері арқылы қосасыз, ол таңқурай пиіндегі «қалпақ» тәрізді, сондықтан массаны қосудың қажеті жоқ. сым

4 -қадам: 3 -қадам: Антеннаны жалғау

Бұл IoT (A) модулі үшін 3 бөліктен тұратын антенна бар, олардың біреуі қарапайым модульге арналған, бұл SMA түріндегі антенна, ал біреуі GPS үшін жақсы, бұл IPX порты бар төртбұрышты антенна. және соңғысы SIM -модульге арналған (A9G), бұл IPX порты бар шағын антенна. антеннаны қосыңыз және шляпаны таңқурайға орнатыңыз.

Iot Node (A) тақтасын Raspberry Pi -ге қалай жинау керек

Hookup GPS антана мен Lora antana IPX портына.

• E1: GPS-ANTANA-IPX
• E3: LoRa-ANTANA-IPX

SMA портындағы GPRS антанасын бұрап алады.

5 -қадам: 4 -қадам: ОЖ ортасы және бағдарламалық жасақтама конфигурациялары

Бұл қадамда сіз келесі әрекеттерді орындауыңыз керек:

1. Соңғы сурет файлын мына жерден жүктеңіз: www.raspberrypi.org/downloads

2. Оны ашыңыз.

3. TF картасын etcher құралы арқылы соңғы суреті бар жарқылмен жарқылдатыңыз

4. /boot/config.txt файлын өзгертіңіз және осы абзацты қосыңыз.

dtoverlay = sc16is752-i2c

5. /boot/overlay/sc16is752-i2c.dtbo файлын мына файлмен ауыстырады:

wiki.52pi.com/index.php/File:Sc16is752-i2c…

PS: оны/boot/overlay/қалтасына ашып, ескісін алмастыруды ұмытпаңыз.

6. Raspberry Pi құрылғысын қайта жүктеңіз.

6 -қадам: 5 -қадам: I2C (Raspberry Pi) конфигурациясы

Sudo raspi-config іске қосыңыз және ARM ядросы мен Linux ядросы үшін i2c қолдауын орнату нұсқауларын орындаңыз. Интерфейс опцияларына өтіңіз.

7 -қадам: 6 -қадам: Тізілім туралы ақпарат туралы біліңіз

GPRS бөлімі

Қуатты аз тұтыну, күту режимінде <1mA2.

GSM/GPRS төрт жиілік диапазонын қолдайды, оның ішінде 850, 900, 1800, 1900МГц

GPRS 10 -сынып

GPRS деректер қызметін қолдау, деректердің максималды жылдамдығы, жүктеу 85,6 Кбит, жүктеу 42,8 Кбит / с

GSM07.07, 07.05 AT стандартты командаларын қолдайды және I2C интерфейсін түрлендіру арқылы сериялық портқа қол жеткізеді

AT командалары стандартты AT және TCP/IP командалық порттарын қолдайды

GPS бөлімі BDS/GPS бірлескен орналасуын қолдау

A-GPS, A-BDS қолдау

Стандартты SIM картасын қолдау

LORA бөлімі Тарату қашықтығы: 500 метр (RF параметрлері: 0x50 @ China City)

FSK, GFSK, MSK, GMSK, LoRaTM және OOK модуляция әдістерін қолдайды

Қабылдағыштың сезімталдығы -141 дБм төмен

Преамбуланы анықтауды қолдау

CRC бар пакеттік қозғалтқыш, 256 байтқа дейін

LORA қабылдағыш -индикаторы

Easy TX/RX Docker Pi арқылы

8 -қадам:

A9G модулі

A9G модулі екі сериялық портты ұсынады.

Байланыс үшін I2C UART көпірін қолданыңыз.

Сериялық порт модулінің атауы

• /dev/ttySC0 GSM
• /dev/ttySC1 GPS/BDS

Картаны тіркеу

• Мекенжай функциясының мәнін тіркеу
• 0x01 LORA_TX1 Lora TX буфер 1 - пайдаланушы деректері
• 0x02 LORA_TX2 Lora TX буфер 2 - пайдаланушы деректері
• 0x03 LORA_TX3 Lora TX буфер 3 - пайдаланушы деректері
• 0x04 LORA_TX4 Lora TX буфер 4 - пайдаланушы деректері
• 0x05 LORA_TX5 Lora TX буфер 5 - пайдаланушы деректері
• 0x06 LORA_TX6 Lora TX буфер 6 - пайдаланушы деректері
• 0x07 LORA_TX7 Lora TX буфер 7 - пайдаланушы деректері
• 0x08 LORA_TX8 Lora TX буфер 8 - пайдаланушы деректері
• 0x09 LORA_TX9 Lora TX буфер 9 - пайдаланушы деректері
• 0x0a LORA_TX10 Lora TX буфер 10 - пайдаланушы деректері
• 0x0b LORA_TX11 Lora TX буфер 11 - пайдаланушы деректері
• 0x0c LORA_TX12 Lora TX буфер 12 - пайдаланушы деректері
• 0x0d LORA_TX13 Lora TX буфер 13 - пайдаланушы деректері
• 0x0e LORA_TX14 Lora TX буфер 14 - пайдаланушы деректері
• 0x0f LORA_TX15 Lora TX буфер 15 - пайдаланушы деректері
• 0x10 LORA_TX16 Lora TX буфер 16 - пайдаланушы деректері
• 0x11 LORA_RX1 Lora RX буфер 1 - пайдаланушы деректері
• 0x12 LORA_RX2 Lora RX буфер 2 - пайдаланушы деректері
• 0x13 LORA_RX3 Lora RX буфер 3 - пайдаланушы деректері
• 0x14 LORA_RX4 Lora RX буфер 4 - пайдаланушы деректері
• 0x15 LORA_RX5 Lora RX буфер 5 - пайдаланушы деректері
• 0x16 LORA_RX6 Lora RX буфер 6 - пайдаланушы деректері
• 0x17 LORA_RX7 Lora RX буфер 7 - пайдаланушы деректері
• 0x18 LORA_RX8 Lora RX буфер 8 - пайдаланушы деректері
• 0x19 LORA_RX9 Lora RX буфер 9 - пайдаланушы деректері
• 0x1a LORA_RX10 Lora RX буфер 10 - пайдаланушы деректері
• 0x1b LORA_RX11 Lora RX буфер 11 - пайдаланушы деректері
• 0x1c LORA_RX12 Lora RX буфер 12 - пайдаланушы деректері
• 0x1d LORA_RX13 Lora RX буфер 13 - пайдаланушы деректері
• 0x1e LORA_RX14 Lora RX буфер 14 - пайдаланушы деректері
• 0x1f LORA_RX15 Lora RX буфер 15 - пайдаланушы деректері
• 0x20 LORA_RX16 Lora RX буфер 16 - пайдаланушы деректері
• 0x01 - 0x10 Тек жазу.
• 0x11 - 0x20 Тек оқу үшін.

9 -қадам: Нұсқаулар:

L_SET (Тек жазу үшін)

• 0x22 -ден LORA модуліне параметрлерді орнату үшін 1 жазыңыз.
• 0 деп жазыңыз, әсер етпейді

G_RESET (тек жазу үшін)

• A9G модулін қалпына келтіру үшін 1 жазыңыз
• 0 деп жазыңыз, әсер етпейді

L_RXNE (оқу және жазу)

• 1 қате себебін жазыңыз
• Түсіру үшін 0 жазыңыз
• 1 оқыңыз - бұл деректер алынғанын білдіреді, деректерді 0x11 - 0x20 регистрінен алыңыз.
• 0 оқыңыз, қазір деректер жоқ.

L_SET (Тек жазу үшін)

• Деректерді жіберу үшін 1 деп жазыңыз, жібермес бұрын 0x01 - 0x10 регистріндегі деректерді толтырыңыз.
• 0 деп жазыңыз, әсер етпейді

10 -қадам: GPS модулін Gpsd (Raspberry Pi) көмегімен қалай қолдануға болады

GPS модулін gpsd (Raspberry Pi) көмегімен қалай қолдануға болады

Алдымен /boot/overlays/sc16is752-i2c.dtbo ауыстырыңыз және I2C дұрыс жұмыс істейтініне көз жеткізіңіз.

• Sc16is752-i2c.dtbo ауыстырыңыз
• I2C конфигурациясы
• Gpsd құралдарын орнатыңыз.

Терминалды ашып, мына пәрменді теріңіз:

sudo apt install gpsd gpsd-clients

/Etc/default/gpsd файлын өзгертіңіз және келесі параметрлерді қосыңыз:

• ҚҰРЫЛҒЫЛАР = «/dev/ttySC1»
• GPSD_OPTIONS = «-F /var/run/gpsd.sock»

GPRS модулін қалпына келтіру үшін i2cset -y 1 0x16 0x23 0x40 пәрменін енгізіңіз.

Ашық GPS үшін Python сценарийі:

importim serialimport os импорт уақыты # gpsd қызметін қайта қосыңыз. os.system («sudo systemctl restart gpsd.socket») # ser = serial. Serial ('/dev/ttySC0', 115200) сериялық портты ашыңыз, егер ser.isOpen == False: ser.open () тырысыңыз: «True» күйінде басып шығару («GPS қосу …»): ser.write (str.encode («AT+GPS = 1 / r»)) size = ser.inWaiting () if size! = 0: ticks = time.time () жауап = ser.read (өлшем) gps = str (жауап, кодтау = «utf -8») if (gps.find («OK»)! = -1): os.system («sudo cgps -s») exit () else: i = i + 1 басып шығару («GPS қосылуын күтуде, егер уақыт тым ұзақ болса, сыртта тексеріңіз:» + str (i)) ser.flushInput () time.sleep (1) KeyboardInterrupt қоспағанда: ser.flushInput () ser.close ()

Оны сақтап, орындаңыз:

python3 GPS.py

11 -қадам: GPS модулін C көмегімен қалай қолдануға болады (Raspberry Pi)

Gpsd құралдарын орнатыңыз

sudo apt-get libgps-dev орнатыңыз

Бастапқы кодты жасаңыз және оны «gps.c» деп атаңыз

#қосу #қосу #қосу

#қосу

#қосу

int main ()

{int rc; уақытша теледидар құрылымы; gps_data_t құрылымы gps_data; if ((rc = gps_open («localhost», «2947», & gps_data)) == -1) {printf («код: %d, себеп: %s / n», rc, gps_errstr (rc)); EXIT_FAILURE қайтару; } gps_stream (& gps_data, WATCH_ENABLE | WATCH_JSON, NULL);

кезінде (1)

{ / * деректерді алу үшін 2 секунд күтіңіз * / if (gps_waiting (& gps_data, 2000000)) { / * деректерді оқу * / if ((rc = gps_read (& gps_data)) == -1) {printf («оқу қатесі орын алды») gps деректері. коды: %d, себебі: %s / n «, rc, gps_errstr (rc)); } else { /* GPS қабылдағыштан деректерді көрсету. */ if ((gps_data.status == STATUS_FIX) && (gps_data.fix.mode == MODE_2D || gps_data.fix.mode == MODE_3D) &&! isnan (gps_data.fix.latitude) &&! isnan (gps_data.fix.longitude)) { /* gettimeofday (& tv, NULL); EDIT: tv.tv_sec - бұл уақыт белгісі емес! */

printf («ендік: %f, бойлық: %f, жылдамдық: %f, уақыт белгісі: %lf / n», gps_data.fix.latitude, gps_data.fix.longitude, gps_data.fix.speed, gps_data.fix.time);

// EDIT: tv.tv_sec орнына gps_data.fix.time} ауыстырылды} else {printf («GPS деректері жоқ / n»); }}} ұйықтау (3); } / * Аяқтағаннан кейін… * / gps_stream (& gps_data, WATCH_DISABLE, NULL); gps_close (& gps_data); EXIT_SUCCESS қайтару; }

12 -қадам: оны құрастырыңыз

Құрастыру!

gcc gps.c -lm -lgps -o gps

Орындаңыз!

./жаһандық позициялау жүйесі

13 -қадам: GPS модулін Python (Raspberry Pi) көмегімен қалай қолдануға болады

Келесі кодты Python 3 көмегімен орындау және gpsd-py3 кітапханасын және GPS 2D/3D Fix орнату ұсынылады:

gpsd импорттау

# Жергілікті gpsd -ке қосылыңыз

gpsd.connect ()

# GPS позициясын алыңыз

пакет = gpsd.get_current ()

# Қол жетімді деректер үшін GpsResponse кірістірілген құжаттарын қараңыз

басып шығару (packet.position ())

14 -қадам: GSM модулін PPPd көмегімен қалай қолдануға болады (Raspberry Pi)

A) Алдымен /boot/overlays/sc16is752-i2c.dtbo ауыстырыңыз және I2C дұрыс жұмыс істейтініне көз жеткізіңіз.

• Sc16is752-i2c.dtbo ауыстырыңыз
• I2C конфигурациясы

B) GPRS модулін қалпына келтіру үшін i2cset -y 1 0x16 0x23 0x40 пәрменін енгізіңіз.

Пәрменді іске қосқаннан кейін сізге сәл күту керек, шамамен 10 секунд

Қалпына келтіру үшін келесі әдісті қолдануға болады.

C) Енгізу командасы

sudo apt install ppp

ppp құралдарын орнату үшін.

D)/etc/ppp/peers/provider/etc/ppp/peers/gprs ішіне көшіріңіз

E)/etc/ppp/peers/gprs өзгерту

• 10 -жол: Пайдаланушы үшін қызмет провайдерінен кеңес алыңыз (Мысал: cmnet).
• 15 -жол: қызмет көрсету провайдерінен apn сұраңыз (Мысал: cmnet).
• 18 -жол - 24 -жол: Ұсынылатын параметр

F)/etc/chatscripts/gprs өзгерту (34 -жолды 35 -жолға өзгерту, нөмірді теру нөмірі *99#болмауы мүмкін)

G) Теру үшін gprs sudo pppd пәрменін енгізіңіз.

H) Интернет провайдерінен ppp конфигурациясын тексеріңіз.

I) ping пәрменін енгізіңіз -I ppp0 8.8.8.8 желіңізді тексеріңіз (Интернет бар болса және маршрут кестесі дұрыс болса)

J) GSM сигналын жақсы ұстаңыз, әйтпесе келесі жағдай орын алады.

15 -қадам: GSM модулін қалай диагностикалауға болады (Raspberry Pi)

Келесі кодты Python 3 көмегімен орындау және smbus кітапханасын орнату ұсынылады:

импорт сериялық импорт уақыты импорт smbus импорт операторы импорт os

басып шығару («Инициализация күтілуде …»)

автобус = smbus. SMBus (1)

bus.write_byte_data (0x16, 0x23, 0x40)

ser = serial. Serial ('/dev/ttySC0', 115200)

егер ser.isOpen == жалған:

ser.open () try: print ('-'*60) print («A9G GPRS модулін инициализациялау.») басып шығару («GSM қосылу…») time.sleep (3) i = 0, ал True: ser.write (str.encode («AT+CCID / r»)) size = ser.inWaiting () if size! = 0: ticks = time.time () жауап = ser.read (size) ccid = str (жауап, кодтау = «utf -8 «) басып шығару (ccid) басқа: i = i + 1 ser.flushInput () time.sleep (1) KeyboardInterrupt қоспағанда: ser.close ()

Тексеру сценарийін орындау, GSM модулін диагностикалауға мүмкіндік береді, мысалы, келесі қайтару, CME ERROR 53 қатесі бізге Power жақсы емес екенін айтады. CME коды = GSM жабдығына қатысты қателер

Әрине, сценарийде қалпына келтіру функциясы бар. Егер сіз CCID -ді дұрыс көрсете алсаңыз, қалпына келтіру аяқталды.

16 -қадам: C (Raspberry Pi) көмегімен Lora TX & RX қалай қолдануға болады

Келесі кодты Python 3 көмегімен орындау және smbus кітапханасын орнату ұсынылады.

Ол екі IOT түйіні (A) арасында ауысуы керек. Өздігінен жіберілген мазмұнды өз бетімен алу мүмкін емес. Оны орындау үшін py сценарийі ретінде сақтаңыз.

Жіберу әдісі: Деректерді 0x01 - 0x10 регистріне толтырғаннан кейін, деректерді жіберуді бастау үшін L_TX битін орнатыңыз.

импорт уақыты импорт smbus импорт os импорт жүйесі

автобус = smbus. SMBus (1)

тырысу:

data_list = [170, 85, 165, 90] # тіркеу үшін деректерді жазыңыз, содан кейін деректер жіберіледі. индекс үшін (1, len (data_list) + 1): bus.write_byte_data (0x16, index, data_list [index - 1]) басып шығару («LORA %d регистрге %d деректерге жіберу» %(индекс, деректер_ тізімі [index - 1])) bus.write_byte_data (0x16, 0x23, 0x01) KeyboardInterrupt қоспағанда: sys.exit ()

Қабылдауды жіберу әдісі: L_RXNE битін тексеріңіз, егер орнатылған болса, жаңа деректер келді, бұл жалаушаны қолмен тазалау қажет

импорттау уақыты импорт smbus импорттау жүйесі импорттау

автобус = smbus. SMBus (1)

recv_data =

тырысу:

if bus.read_byte_data (0x16, 0x23) & 0x02: # L_RXNE bus.write_byte_data (0x16, 0x23, 0x00) register_list = [0x11, 0x12, 0x13, 0x14] # қолмен тазалау register_list) + 0x11): recv_data.append (bus.read_byte_data (0x16, register_list [index - 0x11]))

басып шығару («Алынған деректер:»)

print (recv_data) else: басып шығару («Әлі алынған жоқ ~») KeyboardInterrupt -тан басқа: sys.exit ()

17 -қадам: I2C өткізу қабілеттілігінің арнайы сипаттамасы

I2C жылдамдығының шегі I2C протоколына байланысты 400 кГц құрайды, сондықтан бір құрылғы тиімді өткізу қабілеттілігі 320 кбит / с төмен, көп құрылғы тиімді өткізу қабілеттілігі 160 кбит / с төмен. I2C UART көпір жылдамдығының шегі 115200bps. GPS және GSM кезінде Сонымен қатар, I2C өткізу қабілеті жеткіліксіз, себебі 115.2kbps * 2 = 230.4kbps, сондықтан кейбір деректер толып кетеді. GPS пен GSM байланысының беру жылдамдығын төмендету байланыс өткізу қабілеттілігінің жетіспеушілігін жақсартуы мүмкін. қосымша I2C өткізу қабілеті. Әдетте, желінің деректерінің жылдамдығы баяу, сондықтан GSM өткізу қабілеті толық емес, сондықтан толып кету проблемасы жоқ.

18 -қадам: Аяқталды

Балалар сізге ұнайды және жасайды деп үміттенемін.

оны мына жерден таба аласыз:

Амазонка

Түнгі жарық: https://www.amazon.com/GeeekPi-Night-Light-WS2812-Raspberry/dp/B07LCG2S5S 4 арналы реле тақтасы: https://www.amazon.co.uk/dp/B07MV1TJGR?ref=myi_title_dp: Https: //www.amazon.co.uk/dp/B07TD595VS? Ref = myi_title_dp IoT түйіні （A）: https://www.amazon.co.uk/dp/B07TY15M1C сенсорлық торап: https:// www. amazon.co.uk/dp/B07TZD8B61 мұз мұнарасы: