LoRaWAN + Arduino: создание системы мониторинга лесных парков с использованием Arduino и протокола LoRaWAN
Данный код является программой для устройства, которое использует технологию LoRaWAN для передачи данных. Он предназначен для считывания значений с датчиков температуры, влажности и освещенности, и отправки этих данных по сети LoRaWAN.
В начале программы подключаются необходимые библиотеки, такие как "lmic.h", "hal/hal.h" и "SPI.h". Затем задаются настройки сети LoRaWAN, такие как адрес устройства (DEV_ADDR), сетевой ключ (NWK_SKEY) и ключ приложения (APP_SKEY).
Далее определены пины, к которым подключены датчики температуры, влажности и освещенности. В данном случае, используются пины A0, A1 и A2 соответственно.
Функция sendData() отвечает за считывание данных с датчиков и отправку их в виде пакета данных. Значения с датчиков преобразуются в соответствующие единицы измерения и записываются в буфер payload. Затем данные отправляются с помощью функции LMIC_setTxData2().
Функция onEvent() является обработчиком событий в сети LoRaWAN. В данном коде она используется для вывода информации о статусе отправки данных.
В функции setup() происходит инициализация модуля LoRaWAN и настройка параметров передачи данных. Устанавливаются сессионные ключи, выбирается поддиапазон и устанавливается скорость передачи данных.
В функции loop() осуществляется основной цикл программы. С помощью функции os_runloop_once() обрабатываются события LoRaWAN. Затем вызывается функция sendData() для считывания и отправки данных. После этого происходит задержка в 60 секунд с помощью функции delay(), и цикл повторяется снова. Таким образом, данные с датчиковотправляютсяк аждую минуту.
Код:
Язык программирования: Python
#include <lmic.h>
#include <hal/hal.h>
#include <SPI.h>
// Настройки сети LoRaWAN
#define DEV_ADDR "01234567" // Адрес устройства LoRaWAN
#define NWK_SKEY "0123456789ABCDEF0123456789ABCDEF" // Сетевой ключ
#define APP_SKEY "FEDCBA9876543210FEDCBA9876543210" // Ключ приложения
// Пины для подключения модуля LoRaWAN
const lmic_pinmap lmic_pins = {
.nss = 10,
.rxtx = LMIC_UNUSED_PIN,
.rst = 9,
.dio = {2, 3, LMIC_UNUSED_PIN},
};
// Параметры датчиков
const int TEMPERATURE_PIN = A0;
const int HUMIDITY_PIN = A1;
const int LIGHT_PIN = A2;
// Функция отправки данных
void sendData() {
float temperature = analogRead(TEMPERATURE_PIN) * 0.48828125; // Преобразование значения АЦП в градусы Цельсия
float humidity = analogRead(HUMIDITY_PIN) * 0.09765625; // Преобразование значения АЦП в проценты влажности
int light = analogRead(LIGHT_PIN); // Значение освещенности
// Формирование пакета данных
byte payload[10];
payload[0] = highByte(temperature);
payload[1] = lowByte(temperature);
payload[2] = highByte(humidity);
payload[3] = lowByte(humidity);
payload[4] = highByte(light);
payload[5] = lowByte(light);
// Отправка данных
LMIC_setTxData2(1, payload, sizeof(payload) - 1, 0);
}
// Обработчик событий LoRaWAN
void onEvent(ev_t event) {
switch (event) {
case EV_TXCOMPLETE:
Serial.println(F("Данные успешно отправлены"));
break;
default:
Serial.println(F("Событие LoRaWAN: "));
Serial.println(event);
break;
}
}
void setup() {
Serial.begin(9600);
// Инициализация модуля LoRaWAN
os_init();
LMIC_reset();
LMIC_setClockError(1 * MAX_CLOCK_ERROR / 100);
LMIC_setAdrMode(1); // Включение динамической настройки скорости передачи данных
// Настройка сессионных ключей
LMIC_setSession(0x1, DEV_ADDR, NWK_SKEY, APP_SKEY);
// Настройка поддиапазона (subband) и скорости передачи данных
LMIC_selectSubBand(1); // Выбор поддиапазона 1
LMIC_setDrTxpow(DR_SF7, 14); // Установка скорости передачи SF7 и мощности передатчика 14 dBm
}
void loop() {
os_runloop_once();
sendData();
delay(60000); // Отправка данных каждые 60 секунд
}
Добавим датчик CO2:
#include <lmic.h>
#include <hal/hal.h>
#include <SPI.h>
// Настройки сети LoRaWAN
#define DEV_ADDR "01234567" // Адрес устройства LoRaWAN
#define NWK_SKEY "0123456789ABCDEF0123456789ABCDEF" // Сетевой ключ
#define APP_SKEY "FEDCBA9876543210FEDCBA9876543210" // Ключ приложения
// Пины для подключения модуля LoRaWAN
const lmic_pinmap lmic_pins = {
.nss = 10,
.rxtx = LMIC_UNUSED_PIN,
.rst = 9,
.dio = {2, 3, LMIC_UNUSED_PIN},
};
// Параметры датчиков
const int TEMPERATURE_PIN = A0;
const int HUMIDITY_PIN = A1;
const int LIGHT_PIN = A2;
const int CO2_PIN = A3;
// Функция отправки данных
void sendData() {
float temperature = analogRead(TEMPERATURE_PIN) * 0.48828125; // Преобразование значения АЦП в градусы Цельсия
float humidity = analogRead(HUMIDITY_PIN) * 0.09765625; // Преобразование значения АЦП в проценты влажности
int light = analogRead(LIGHT_PIN); // Значение освещенности
int co2 = analogRead(CO2_PIN); // Значение CO2
// Формирование пакета данных
byte payload[12];
payload[0] = highByte(temperature);
payload[1] = lowByte(temperature);
payload[2] = highByte(humidity);
payload[3] = lowByte(humidity);
payload[4] = highByte(light);
payload[5] = lowByte(light);
payload[6] = highByte(co2);
payload[7] = lowByte(co2);
// Отправка данных
LMIC_setTxData2(1, payload, sizeof(payload) - 1, 0);
}
// Обработчик событий LoRaWAN
void onEvent(ev_t event) {
switch (event) {
case EV_TXCOMPLETE:
Serial.println(F("Данные успешно отправлены"));
break;
default:
Serial.println(F("Событие LoRaWAN: "));
Serial.println(event);
break;
}
}
void setup() {
Serial.begin(9600);
// Инициализация модуля LoRaWAN
os_init();
LMIC_reset();
LMIC_setClockError(1 * MAX_CLOCK_ERROR / 100);
LMIC_setAdrMode(1); // Включение динамической настройки скорости передачи данных
// Настройка сессионных ключей
LMIC_setSession(0x1, DEV_ADDR, NWK_SKEY, APP_SKEY);
// Настройка поддиапазона (subband) и скорости передачи данных
LMIC_selectSubBand(1); // Выбор поддиапазона 1
LMIC_setDrTxpow(DR_SF7, 14); // Установка скорости передачи SF7 и мощности передатчика 14 dBm
}
void loop() {
os_runloop_once();
sendData();
delay(60000); // Отправка данных каждые 60 секунд
}
В данном коде я добавил датчик CO2, подключенный к пину A3. Значения CO2 считываются с помощью функции analogRead() и включаются в пакет данных, отправляемый по сети LoRaWAN. Пакет данных теперь состоит из 12 байтов, где последние 2 байта представляют значения CO2.
