[Docker Pi Serisi] Raspberry Pi'de IoT Node (A) Modülü Nasıl Kullanılır: 18 Adım

2024 Yazar: John Day | [email protected]. Son düzenleme: 2024-01-30 13:18

IoT Düğümü (A) modülü nedir?

IoT Node(A), Docker Pi serisi modüllerden biridir.

IOT Düğümü(A) = GPS/BDS + GSM + Lora.

I2C, Lora'yı doğrudan kontrol eder, veri gönderir ve alır, GSM/GPS/BDS modülünü SC16IS752 üzerinden kontrol eder, anakartın sadece I2C desteğine ihtiyacı vardır.

Raspberry Pi ve diğer benzer ürünleri destekleyin.

Gereçler

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

1x Docker Pi serisi ürün: IoT Node(A) modülü

1x 16GB sınıf 10 TF kartı

1x 5V/2.5A güç kaynağı (Pi 4B için 5V@3A)

1. Adım: Özellikler

• Docker Pi Serisi
• programlanabilir
• Doğrudan kontrol (programlama olmadan)
• GPIO Pinlerini uzatın
• GPS/BDS Desteği
• GSM Desteği
• Lora Desteği
• Diğer Yığın tahtasıyla İstiflenebilir
• Anakart donanımından bağımsız (I2C desteği gerektirir)

2. Adım: 1. Adım: IoT (A) Kartı Hakkında Bilgi Edinin

IoT Node(A), Docker Pi serisi modüllerden biridir.

IOT Düğümü(A) = GPS/BDS + GSM + Lora.

I2C, Lora'yı doğrudan kontrol eder, veri gönderir ve alır, GSM/GPS/BDS modülünü SC16IS752 üzerinden kontrol eder, anakartın sadece I2C desteğine ihtiyacı vardır. Raspberry Pi ve diğer benzer ürünleri destekler.

Böylece iki tanesini kullanarak orta menzilli bir iletişim cihazı yapabilirsiniz.

ve ayrıca yerleşik GPS modülünü kullanarak cihazınızın konumunu belirleyebilirsiniz.

Bir SIM kart takın, SMS mesajı yoluyla bir verici istasyonu olacak.

Adım 3: Adım2: Nasıl Birleştirilir

"ŞAPKA" tasarımı sayesinde montajı çok kolaydır, sadece ahududu pi'nizin üzerine koyup GPIO pinleri ile bağlayın, ahududu pi üzerindeki bir "şapka" gibi, böylece kütleyi eklemek zorunda kalmazsınız. Tel.

Adım 4: Adım 3: Anteni Bağlayın

Bu IoT (A) modülü için 3 adet anten vardır, bunlardan biri loar modül içindir, SMA tipi bir antendir ve bunlardan biri GPS için iyidir, IPX portlu kare kutu antendir. ve sonuncusu SIM modülü (A9G) içindir, IPX bağlantı noktasına sahip küçük bir antendir. anteni bağlayın ve şapkayı ahududu pi'nize takın.

Nasıl monte edilir Iot Node(A) kartını Raspberry Pi'ye monte edin

GPS antana ve Lora antana'yı IPX bağlantı noktasına bağlayın.

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

GPRS antenini SMA portuna vidalar.

Adım 5: Adım 4: İşletim Sistemi Ortamı ve Yazılım Yapılandırmaları

Bu adımda, şunları yapmanız gerekir:

1. En son görüntü dosyasını şu adresten indirin: www.raspberrypi.org/downloads

2. Zipten çıkarın.

3. etcher aracıyla TF kartınızı en son görüntüyle flaşlayın

4. /boot/config.txt dosyasını değiştirin ve bu paragrafı ekleyin.

dtoverlay=sc16is752-i2c

5. /boot/overlay/sc16is752-i2c.dtbo dosyasını şu dosyayla değiştirir:

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

Not: sıkıştırmayı açıp /boot/overlay/ klasörünüze koymayı ve eskisinin yerini almayı unutmayın.

6. Raspberry Pi'nizi yeniden başlatın.

Adım 6: Adım 5: I2C'yi Yapılandırma (Raspberry Pi)

Sudo raspi-config'i çalıştırın ve ARM çekirdeği ve linux çekirdeği için i2c desteğini yüklemek için istemleri izleyin Arabirim Seçeneklerine Git

Adım 7: Adım6: Kayıt Bilgilerini Öğrenin

GPRS bölümü

Düşük güç tüketimi, bekleme uyku akımı <1mA2.

850, 900, 1800, 1900MHZ dahil olmak üzere GSM/GPRS dört frekans bandını destekler

GPRS Sınıf 10

Destek GPRS veri servisi, maksimum veri hızı, 85.6Kbps indirme, 42.8Kbps yükleme

Standart GSM07.07, 07.05 AT komutlarını destekleyin ve seri bağlantı noktasına I2C arabirim dönüştürme yoluyla erişin

AT komutları, standart AT ve TCP/IP komut bağlantı noktalarını destekler

GPS bölümüDestek BDS/GPS ortak konumlandırma

A-GPS, A-BDS'yi destekler

Standart SIM kartı destekleyin

LORA bölümüİletim mesafesi:500 Metre (RF parametreleri: 0x50 @ China City)

FSK, GFSK, MSK, GMSK, LoRaTM ve OOK modülasyon yöntemlerini destekler

-141 dBm kadar düşük ultra yüksek alıcı hassasiyeti

Önsöz algılamayı destekleyin

256 bayta kadar CRC'li paket motoru

LORA alıcı-verici göstergesi

Docker Pi'den Kolay TX/RX

Adım 8:

A9G Modülü

A9G modülü iki seri bağlantı noktası sunar.

İletişim için I2C UART köprüsünü kullanın.

Seri Bağlantı Noktası Modül adı

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

Haritayı Kaydet

• Kayıt Adresi Fonksiyon Değeri
• 0x01 LORA_TX1 Lora TX Tampon 1 - Kullanıcı Verileri
• 0x02 LORA_TX2 Lora TX Tampon 2 - Kullanıcı Verileri
• 0x03 LORA_TX3 Lora TX Tampon 3 - Kullanıcı Verileri
• 0x04 LORA_TX4 Lora TX Tampon 4 - Kullanıcı Verileri
• 0x05 LORA_TX5 Lora TX Tampon 5 - Kullanıcı Verileri
• 0x06 LORA_TX6 Lora TX Tampon 6 - Kullanıcı Verileri
• 0x07 LORA_TX7 Lora TX Tampon 7 - Kullanıcı Verileri
• 0x08 LORA_TX8 Lora TX Tampon 8 - Kullanıcı Verileri
• 0x09 LORA_TX9 Lora TX Tampon 9 - Kullanıcı Verileri
• 0x0a LORA_TX10 Lora TX Tampon 10 - Kullanıcı Verileri
• 0x0b LORA_TX11 Lora TX Tampon 11 - Kullanıcı Verileri
• 0x0c LORA_TX12 Lora TX Tampon 12 - Kullanıcı Verileri
• 0x0d LORA_TX13 Lora TX Tampon 13 - Kullanıcı Verileri
• 0x0e LORA_TX14 Lora TX Tampon 14 - Kullanıcı Verileri
• 0x0f LORA_TX15 Lora TX Tampon 15 - Kullanıcı Verileri
• 0x10 LORA_TX16 Lora TX Tampon 16 - Kullanıcı Verileri
• 0x11 LORA_RX1 Lora RX Tampon 1 - Kullanıcı Verileri
• 0x12 LORA_RX2 Lora RX Tampon 2 - Kullanıcı Verileri
• 0x13 LORA_RX3 Lora RX Tampon 3 - Kullanıcı Verileri
• 0x14 LORA_RX4 Lora RX Tampon 4 - Kullanıcı Verileri
• 0x15 LORA_RX5 Lora RX Tampon 5 - Kullanıcı Verileri
• 0x16 LORA_RX6 Lora RX Tampon 6 - Kullanıcı Verileri
• 0x17 LORA_RX7 Lora RX Tampon 7 - Kullanıcı Verileri
• 0x18 LORA_RX8 Lora RX Tampon 8 - Kullanıcı Verileri
• 0x19 LORA_RX9 Lora RX Tampon 9 - Kullanıcı Verileri
• 0x1a LORA_RX10 Lora RX Tampon 10 - Kullanıcı Verileri
• 0x1b LORA_RX11 Lora RX Tampon 11 - Kullanıcı Verileri
• 0x1c LORA_RX12 Lora RX Tampon 12 - Kullanıcı Verileri
• 0x1d LORA_RX13 Lora RX Tampon 13 - Kullanıcı Verileri
• 0x1e LORA_RX14 Lora RX Tampon 14 - Kullanıcı Verileri
• 0x1f LORA_RX15 Lora RX Tampon 15 - Kullanıcı Verileri
• 0x20 LORA_RX16 Lora RX Tampon 16 - Kullanıcı Verileri
• 0x01 - 0x10 Yalnızca Yaz.
• 0x11 - 0x20 Salt Okunur.

9. Adım: Talimatlar:

L_SET(Yalnızca Yaz)

• 0x22'den LORA Modülüne parametreleri ayarlamak için 1 yazın.
• 0 yaz etkisi yok

G_RESET(Yalnızca Yaz)

• A9G Modülünü sıfırlamak için 1 yazın
• 0 yaz etkisi yok

L_RXNE(Oku ve Yaz)

• 1 neden hatası yaz
• temizlemek için 0 yazın
• Okuma 1, verilerin alındığı anlamına gelir, lütfen verileri 0x11 - 0x20 kaydından alın.
• 0 oku, şu anda veri yok demektir.

L_SET(Yalnızca Yaz)

• Veri göndermek için 1 yazın, göndermeden önce lütfen 0x01 - 0x10 registerındaki verileri doldurun.
• 0 yaz etkisi yok

Adım 10: Gpsd (Raspberry Pi) ile GPS Modülü Nasıl Kullanılır

GPS Modülü gpsd ile nasıl kullanılır(Raspberry Pi)

İlk olarak, /boot/overlays/sc16is752-i2c.dtbo dosyasını değiştirin ve I2C'nin düzgün çalıştığından emin olun.

• sc16is752-i2c.dtbo'yu değiştirin
• I2C'yi Yapılandırma
• gpsd araçlarını yükleyin.

Bir terminal açın ve şu komutu yazın:

sudo apt gpsd gpsd istemcilerini kurun

/etc/default/gpsd dosyasını değiştirin ve aşağıdaki parametreleri ekleyin:

• CİHAZLAR="/dev/ttySC1"
• GPSD_OPTIONS="-F /var/run/gpsd.sock"

GPRS modülünü sıfırlamak için i2cset -y 1 0x16 0x23 0x40 komutunu girin.

Açık GPS için Python Komut Dosyası:

import serialimport os import time # gpsd servisini yeniden başlatın. os.system("sudo systemctl restart gpsd.socket") # Seri bağlantı noktasını aç ser = serial. Serial('/dev/ttySC0', 115200) i = 0 if ser.isOpen == False: ser.open() şunu deneyin: print("GPS'i aç…") while True: ser.write(str.encode("AT+GPS=1\r")) size = ser.inWaiting() if size != 0: ticks = time.time() yanıt = ser.read(size) gps = str(yanıt, encoding="utf-8") if(gps.find("Tamam") != -1): os.system("sudo cgps -s") çıkış() else: i = i + 1 print("GPS Etkinleştirme Bekleniyor, Süre çok uzunsa, Lütfen açık havada test edin:" + str(i)) ser.flushInput() time.sleep(1) KeyboardInterrupt hariç: ser.flushInput() ser.close()

Kaydedin ve yürütün:

python3 GPS.py

Adım 11: C (Raspberry Pi) ile GPS Modülü Nasıl Kullanılır

gpsd araçlarını yükleyin

sudo apt-get install libgps-dev

Kaynak kodu oluşturun ve "gps.c" olarak adlandırın

#include #include #include

#Dahil etmek

#Dahil etmek

int ana()

{ int rc; struct timeval tv; struct gps_data_t gps_data; if ((rc = gps_open("localhost", "2947", &gps_data)) == -1) { printf("kod: %d, sebep: %s\n", rc, gps_errstr(rc)); EXIT_FAILURE döndür; } gps_stream(&gps_data, WATCH_ENABLE | WATCH_JSON, NULL);

süre (1)

{ /* veri almak için 2 saniye bekleyin */ if (gps_waiting(&gps_data, 2000000)) { /* verileri oku */ if ((rc = gps_read(&gps_data)) == -1) { printf("okuma hatası oluştu gps verileri. kod: %d, neden: %s\n", rc, gps_errstr(rc)); } else { /* GPS alıcısından gelen verileri göster. */ 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 aslında zaman damgası değil! */

printf("enlem: %f, boylam: %f, hız: %f, zaman damgası: %lf\n", gps_data.fix.latitude, gps_data.fix.longitude, gps_data.fix.speed, gps_data.fix.time);

//EDIT: tv.tv_sec, gps_data.fix.time ile değiştirildi } else { printf("Kullanılabilir GPS verisi yok\n"); } } } uyku(3); } /* İşiniz bittiğinde… */ gps_stream(&gps_data, WATCH_DISABLE, NULL); gps_close(&gps_data); EXIT_SUCCESS döndür; }

Adım 12: Derleyin

Derleyin!

gcc gps.c -lm -lgps -o gps

Yürüt!

./Küresel Konumlama Sistemi

Adım 13: Python (Raspberry Pi) ile GPS Modülü Nasıl Kullanılır

Aşağıdaki kodun Python 3 kullanılarak çalıştırılması ve gpsd-py3 kitaplığı ile GPS 2D/3D Düzeltmesinin yüklenmesi önerilir:

gpsd'yi içe aktar

# Yerel gpsd'ye bağlanın

gpsd.connect()

# gps konumunu al

paket = gpsd.get_current()

# Mevcut veriler için GpsResponse satır içi belgelerine bakın

yazdır(paket.pozisyon())

Adım 14: PPPD (Raspberry Pi) ile GSM Modülü Nasıl Kullanılır

A) Önce /boot/overlays/sc16is752-i2c.dtbo dosyasını değiştirin ve I2C'nin düzgün çalıştığından emin olun.

• sc16is752-i2c.dtbo'yu değiştirin
• I2C'yi Yapılandırma

B)GPRS modülünü sıfırlamak için i2cset -y 1 0x16 0x23 0x40 komutunu girin.

Komutu çalıştırdıktan sonra biraz beklemeniz gerekiyor, yaklaşık 10 saniye

Sıfırlamak için aşağıdaki yöntemi de kullanabilirsiniz.

C) Komutu girin

sudo apt kurulum ppp

ppp araçlarını yüklemek için.

D) /etc/ppp/peers/provider dosyasını /etc/ppp/peers/gprs dizinine kopyalayın

E) /etc/ppp/peers/gprs'yi değiştirin

• Satır 10: Lütfen kullanıcı için servis sağlayıcınıza danışın (Örnek: cmnet).
• Satır 15: Apn için lütfen servis sağlayıcınıza danışın (Örnek:cmnet).
• Satır 18 - Satır 24:Önerilen ayar

F) /etc/chatscripts/gprs'yi değiştirin (34. Satırı 35. Satır olarak değiştirin, Arama Numarası *99# OLMAYABİLİR)

G) Çevirmek için sudo pppd call gprs komutunu girin.

H) ISS'nizden ppp yapılandırmanızı kontrol edin.

I) ping -I ppp0 8.8.8.8 komutunu girin ağınızı test edin (İnternet varsa ve yönlendirme tablosu doğruysa)

J) Lütfen GSM sinyalini iyi tutun, aksi takdirde aşağıdakiler meydana gelir.

Adım 15: GSM Modülümü (Raspberry Pi) Teşhis Etme

Aşağıdaki kodun Python 3 kullanılarak çalıştırılması ve smbus kitaplığının kurulması önerilir:

seri içe aktarma zamanı içe aktarma smbus içe aktarma operatörü içe aktarma işletim sistemi

print("Başlatılması bekleniyor…")

veri yolu = smbus. SMBus(1)

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

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

if ser.isOpen == Yanlış:

ser.open() deneyin: print('-'*60) print("A9G GPRS modülü başlatılıyor.") print("GSM bağlanıyor…") time.sleep(3) i = 0 iken True: ser.write(str.encode("AT+CCID\r")) boyut = ser.inWaiting() eğer boyut != 0: keneler = time.time() yanıt = ser.read(size) ccid = str(yanıt, encoding="utf -8") print(ccid) else: i = i + 1 ser.flushInput() time.sleep(1) KeyboardInterrupt hariç: ser.close()

Test Komut Dosyasını çalıştırın, uygulamanın sonuçlarına göre GSM modülünü teşhis edebiliriz. Örneğin, aşağıdaki dönüş, CME HATA 53 hatası bize Gücün iyi olmadığını söylüyor. CME Kodu = GSM Ekipmanı İle İlgili hatalar

Elbette, betiğin bir sıfırlama işlevi de vardır. CCID'yi doğru şekilde görüntüleyebiliyorsanız, sıfırlama tamamlanmıştır.

Adım 16: Lora TX & RX C (Raspberry Pi) ile Nasıl Kullanılır

Aşağıdaki kodun Python 3 kullanılarak çalıştırılması ve smbus kitaplığının kurulması önerilir.

İki IOT Düğümü(A) arasında transfer edilmelidir. Kendi kendine gönderilen içerik kendi kendine alınamaz. Lütfen yürütmek için bir py betiği olarak kaydedin.

Nasıl Gönderilir: Verileri 0x01 - 0x10 kaydına doldurduktan sonra, veri göndermeye başlamak için L_TX bitini ayarlayın.

import timeimport smbus import os import sys

veri yolu = smbus. SMBus(1)

denemek:

data_list = [170, 85, 165, 90] # kayıt için veri yaz ve ardından veri gönderilecek. aralık(1, len(data_list) + 1) içindeki indeks için: bus.write_byte_data(0x16, index, data_list[index - 1]) print("LORA %d register %d dataya veri gönderir" %(index, data_list[index - 1])) bus.write_byte_data(0x16, 0x23, 0x01) KeyboardInterrupt hariç: sys.exit()

Alma Nasıl Gönderilir: L_RXNE bitini kontrol edin, Ayarlanmışsa, yeni veriler geldi, bu bayrak manuel olarak temizlenmelidir

import timeimport smbus import os import sys

veri yolu = smbus. SMBus(1)

recv_data =

denemek:

if bus.read_byte_data(0x16, 0x23) & 0x02: # manuel olarak temizle L_RXNE bus.write_byte_data(0x16, 0x23, 0x00) register_list = [0x11, 0x12, 0x13, 0x14] # (0x11, len() aralığındaki indeks için verileri oku register_list) + 0x11): recv_data.append(bus.read_byte_data(0x16, register_list[index - 0x11]))

print("Alınan veri:")

print(recv_data) else: print("Henüz veri alınmadı~") KeyboardInterrupt hariç: sys.exit()

Adım 17: I2C Bant Genişliğinin Özel Açıklaması

I2C protokolü nedeniyle I2C hızının sınırı 400kHz'dir, bu nedenle tek cihaz etkin bant genişliği 320kbps'den düşüktür, çoklu cihaz etkin bant genişliği 160kbps'den düşüktür. I2C UART Bridge hızının sınırı 115200bps'dir. GPS ve GSM olduğunda aynı anda çalışırsa, I2C bant genişliği yetersizdir, çünkü 115.2kbps * 2 = 230.4kbps, bu nedenle bazı veriler taşacaktır. GPS ve GSM iletişiminin baud hızını azaltmak, iletişim bant genişliği eksikliğini artırabilir. Diğer DockerPi modüllerini istiflemek sürebilir ekstra I2C bant genişliği. Genellikle ağ veri hızı yavaştır, bu nedenle GSM bant genişliği dolu değildir, bu nedenle taşma sorunu yoktur.

Adım 18: Tamamlandı

Umarım beğenirsiniz ve yaparsınız.

burada bulabilirsiniz:

Amazon

Nightlight：https://www.amazon.com/GeeekPi-Night-Light-WS2812-Raspberry/dp/B07LCG2S5S 4 kanallı Röle kartı: https://www.amazon.co.uk/dp/B07MV1TJGR?ref=myi_title_dp Güç Kartı ：https://www.amazon.co.uk/dp/B07TD595VS?ref=myi_title_dp IoT Node（A）：https://www.amazon.co.uk/dp/B07TY15M1C Sensör HUB： https://www. amazon.co.uk/dp/B07TZD8B61 buz kulesi：