Chassi LoRaWan Wio Terminal com LoRa-E5 com antena integrada e GNSS, EU868/US915

Chassi LoRaWan Wio Terminal com LoRa-E5 com antena integrada e GNSS, EU868/US915 incorporando o LoRa-E5 STM32WLE5JC, alimentado pelo núcleo de MCU ARM Cortex M4 de ultrabaixo consumo de energia e LoRa SX126x, é um módulo de rádio sem fio que suporta protocolo LoRa e LoRaWAN nas frequências EU868 & US915 e modulações (G)FSK, BPSK, (G)MSK, LoRa. O chassi LoRaWan Wio Terminal com LoRa-E5 com antena integrada e GNSS, EU868/US915 pode dotar suas placas de desenvolvimento de fortes recursos de alcance de transmissão ultralongo, simplesmente plugando e usando com o conector Grove integrado na placa.

Como uma atualização de nossa antiga versão - Grove - LoRa Radio - alimentada pelo RFM95 ultra-long-range Transceiver Module, o Grove LoRa-E5 incorporando o LoRa-E5 STM32WLE5JC Module é um módulo de rádio LoRa sem fio de alto desempenho e fácil utilização que suporta protocolo LoRaWAN.

O módulo LoRa-E5 LoRaWAN STM32WLE5JC é a principal parte funcional integrada ao chassi LoRaWan Wio Terminal com LoRa-E5 com antena integrada e GNSS, EU868/US915. É um módulo LoRaWAN que incorpora o núcleo de MCU ARM Cortex M4 de ultrabaixo consumo de energia e LoRa SX126x; como a primeira combinação do mundo de LoRa RF e chip de MCU em um único módulo minúsculo, ele suporta modulações (G)FSK, BPSK, (G)MSK e LoRa, e possui certificação FCC e CE. (Saiba mais sobre o LoRa-E5 na LoRa-E5 wiki)

Mais comparações entre o chip LoRa-E5 e o RFM95:

Ao conectar o chassi LoRaWan Wio Terminal com LoRa-E5 com antena integrada e GNSS, EU868/US915 às suas placas de desenvolvimento, seus dispositivos conseguem se comunicar e controlar o LoRa-E5 de forma conveniente por comando AT através de conexão UART. O Grove LoRa-E5 será uma escolha superior para desenvolvimento e testes de dispositivos de IoT e para cenários de IoT de longa distância e ultrabaixo consumo de energia como agricultura inteligente, escritório inteligente e indústria inteligente. Ele é projetado com padrões industriais, com ampla faixa de temperatura de trabalho de -40℃ ~ 85℃, alta sensibilidade entre -136 dBm e -137 dBm e potência de saída entre 10 dBm e 22 dBm.

Recursos

• LoRa-E5 (STM32WLE5JC) incorporado
• Suporta protocolo LoRaWAN na faixa de frequência EU868/US915
• Alcance de transmissão ultralongo de até 10 km (valor ideal em espaço aberto)
• Controle fácil por comando AT via conexão UART
• Protótipo rápido com interfaces Grove plug-and-play
• Ultrabaixo consumo de energia e alto desempenho

Visão geral do hardware

1. LoRa-E5 STM32WLE5JC (Datasheet)
2. Conector MHF IPEX
3. Antena de fio
4. Conector Grove
5. LEDs indicadores

Plataformas compatíveis

Arduino	Raspberry Pi

Especificação

	Parâmetros gerais
Tensão de alimentação:	3.3V/5V
Potência de saída:	Até +20 dBm em 3.3V
Frequência de trabalho	868/915MHz
Protocolo	LoRaWAN
Sensibilidade	-116.5dBm ~ -136dBm
Modulação	LoRa, (G)FSK, (G)MSK e BPSK
Corrente	Apenas 60uA em modo de suspensão
Tamanho	20*40mm
Temperatura de trabalho	-40℃ ~ 85℃

Lista de partes

Produtos	Quantidade
Chassi LoRaWan Wio Terminal com LoRa-E5 com antena integrada e GNSS, EU868/US915	*1
Antena	*1

Aplicação

• Rastreador GPS LoRaWAN
• Testador de campo LoRaWAN
• Agricultura inteligente
• Cidades inteligentes
• Fábrica inteligente
• Prototipagem rápida de dispositivos LoRa com Wio Terminal
• Qualquer desenvolvimento de aplicação de comunicação sem fio de longa distância
• Aprendizado e pesquisa de aplicações LoRa e LoRaWAN

Primeiros passos

Materiais necessários

Wio Terminal	Chassi LoRaWan	Chassi de bateria
Adquira agora	Adquira agora	Adquira agora

Projeto 1: Testador de gateway LoRaWAN WioTerminal

Introdução

O Testador de Gateway LoRaWAN é uma ferramenta portátil multifuncional que pode detectar a cobertura de seus gateways LoRaWAN. Em seguida, ele o informará se o sinal está em uma faixa normal. Projetado para facilitar a implantação de uma rede LoRaWAN, o Testador de Gateway LoRaWAN o ajudará a determinar o local ideal para a implantação do seu gateway LoRaWAN.

Antes de desenvolver isto, analisamos o mercado de testadores LoRa; o preço geralmente varia de US$ 200 a US$ 500; no entanto, alguns deles não possuem um aplicativo de backend para relatar o sinal da rede, a hora atual, o status e diversas outras informações críticas. Portanto, decidimos trazer uma versão de baixo custo que consiga fazer ainda mais! Este projeto é baseado no relatório WioLoRaWANFieldTester de Paul Pinault. Temos a honra de ter acesso ao seu link e agradecemos por suas contribuições. Combinamos a elegante interface de usuário de Paul Pinault para o Wio Terminal com os módulos LoRa-E5 e GNSS para produzir a funcionalidade do Testador de Gateway LoRaWAN.

Recurso

• Seleção de menu para diferentes modos de operação; controles de potência, SF, entrada de números de teste, etc.
• Suporta vários segmentos de rede (EU868, US915, US915HYBRID, AS923, KR920, IN865)
• Exibe conexão do dispositivo LoRa e status de uplink-downlink
• Backup dos resultados de teste anteriores
• Exibição gráfica de RSSI e SNR
• Mostra o número de vezes de uplink e downlink, bem como a probabilidade de perda de pacotes
• Relato da posição GPS, bem como a hora atual e o número de satélites.
• Exibe informações do dispositivo LoRa, isto é, DevEui, APPEui, Appkey, versão do firmware e mais
• Definir o DevEui, APPEui e Appkey

Hardware

O hardware usado neste projeto é mais acessível do que a maioria no mercado, com o custo total sendo inferior a cem dólares.

• WioTerminal
• Chassi Wio Terminal - Bateria (650mAh)
• Chassi Wio Terminal - LoRa-E5 e GNSS

Uso

Instruções do Wio Terminal

O Testador de Gateway LoRaWAN basicamente envia, sob demanda, uma trama para o gateway em intervalos regulares, que então é transferida para o servidor (Uplink). Em seguida, ele aguarda um status de ACK. Se o testador LoRa não receber uma resposta, continuará enviando a mesma trama até que o número predefinido seja atingido. O ACK, por sua vez, retorna a resposta (Downlink) ao testador LoRa, implicando que a mensagem é encaminhada para um serviço de backend, de onde a informação é eventualmente exibida na tela do Wio Terminal. Este projeto é baseado na plataforma Arduino, o que significa que utilizaremos a IDE Arduino e várias bibliotecas Arduino. Se esta é sua primeira vez usando o Wio Terminal, aqui está um guia para rapidamente Começar com o Wio Terminal.

biblioteca necessária:

• Seeed_Arduino_SFUD
• TinyGPS
• LovyanGFX

Nota

Quando você enviar o código, selecione o modo slave.

Configuração do Console TheThingsNetwork

Neste projeto, eu testo o medidor LoRa na plataforma TheThingsNetwork, a instrução é a seguinte:

Etapa 1: Acesse o site da TTN e crie sua conta, depois vá para gateways para começar a configurar seu dispositivo.

Etapa 2: Adicione o dispositivo gateway:

• Proprietário
• ID do Gateway
• EUI do Gateway
• Nome do Gateway

Etapa 3: Adicione a Aplicação:

• Proprietário
• ID da Aplicação
• Nome da Aplicação

Etapa 4: Adicione o nó LoRa:

• Marca (Selecione Sense CAP)
• Modelo (Selecione LoRa-E5)
• Versão de Hardware (Padrão)
• Versão de Firmware (Padrão)
• Perfil (A região é de acordo com a sua localização)
• Plano de frequência
• AppEUI
• DEVEUI
• AppKey
• ID do Dispositivo Final

Etapa 5: Adicione o código para decodificar os dados:

function Decoder(bytes, port) {

  var decoded = {};
  if (port === 8) {
    decoded.latitude   = (bytes[3] | (bytes[2]<<8) | (bytes[1]<<16)  | (bytes[0]<<24)) /1000000;
    decoded.longitude  = (bytes[7] | (bytes[6]<<8) | (bytes[5]<<16)  | (bytes[4]<<24)) /1000000;
    decoded.altitude   = (bytes[9] | (bytes[8]<<8));
    decoded.satellites = bytes[9];
  }

  return decoded;
}

Etapa 5: Verifique o resultado no TheThingsNetwork

Vá para o gateway e clique em "Live data".

Instruções do Wio Terminal

Cada dispositivo LoRa possui um número de série exclusivo; depois de conectar o dispositivo LoRa ao Wio Terminal, serão exibidos o deveui, appeui e appkey na primeira página, e você precisará preencher o ID do LoRa e o ID do gateway no servidor.

Há dados de Rssi e Snr, e será exibida a barra de sinal e Snr e a perda de pacotes depois de receber a resposta de ACK.

Este dispositivo também possui função de GPS, mas não é recomendado para uso em espaços fechados, para não afetar a captura de satélites.

Esquemático

Dê uma olhada no diretório da placa para detalhes sobre PCB e componentes. Aqui está a versão simplificada dos esquemáticos para implementação DiY. Se quiser mais detalhes, basta verificar a lista de arquivos.

Caixa

O gabinete impresso em 3D pode ser encontrado na lista de arquivos, que contém o PCBA WioTerminal Chassis H e o arquivo de PCB. Você encontrará todo o design ali. Você também encontrará o arquivo-fonte do FreeCad caso queira modificá-lo / melhorá-lo.

A peça impressa em 3D é mostrada abaixo:

Projeto 2: Nó LoRa com WioTerminal - Monitor Inteligente de Jardim IoT

Introdução

O Monitor Inteligente de Jardim IoT usa o Wio Terminal Chassis-LoRa-E5 e GNSS como um dispositivo IoT; ele basicamente envia um quadro para o gateway e depois o transfere para o servidor (Uplink). Nesse caso, posso agrupar outros dados com o quadro para fazer upload, como GPS, temperatura e umidade; você também pode adicionar outros dados de sensores conforme desejar. Depois que o ACK obtém a resposta (Downlink) de volta para o dispositivo LoRa, o status da conexão muda para conectado e é exibido no Wio Terminal, o que significa que a mensagem foi passada para o serviço de backend e então você pode visualizar os dados na plataforma TheThingsNetwork. Você também pode usar outras plataformas, mas o pré-requisito é que a plataforma possa suportar o Wio Terminal Chassis-LoRa-E5 e GNSS.

Funcionalidades

• O dispositivo LoRa pode exibir o DevEui, APPEui e Appkey na primeira página.
• Ele pode exibir a temperatura atual, a umidade e a hora atual.
• Exibe longitude, latitude e número de satélites.
• Exibe o status de conexão do dispositivo e da TTN.

Hardware

Para este demo você vai precisar da lista de dispositivos abaixo:

• WioTerminal

• Wio Terminal Chassis - Battery (650mAh)

• Grove - Temperature&Humidity Sensor (DHT11)

• Wio Terminal Chassis - LoRa-E5 and GNSS

Uso

Este projeto é baseado na plataforma Arduino, o que significa que usaremos a IDE Arduino e várias bibliotecas Arduino. Se esta é a primeira vez que você usa o Wio Terminal, aqui está um guia para Começar com o Wio Terminal rapidamente.

Bibliotecas necessárias:

• Seeed_Arduino_SFUD
• TinyGPS
• Grove_Temperature_And_Humidity_Sensor

Configuração do Console TheThingsNetwork

Neste projeto, eu testo o medidor LoRa na plataforma TheThingsNetwork, a instrução é a seguinte:

Etapa 1: Acesse o site da TTN e crie sua conta, depois vá para gateways para começar a configurar seu dispositivo.

Etapa 2: Adicione o dispositivo gateway:

• Proprietário
• ID do Gateway
• EUI do Gateway
• Nome do Gateway

Etapa 3: Adicione a Aplicação:

• Proprietário
• ID da Aplicação
• Nome da Aplicação

Etapa 4: Adicione o nó LoRa:

• Marca (Selecione Sense CAP)
• Modelo (Selecione LoRa-E5)
• Versão de Hardware (Padrão)
• Versão de Firmware (Padrão)
• Perfil (A região é de acordo com a sua localização)
• Plano de frequência
• AppEUI
• DEVEUI
• AppKey
• ID do Dispositivo Final

Etapa 5: Adicione o código para decodificar os dados:

function Decoder(bytes, port) {

  var decoded = {};
  if (port === 8) {
    decoded.temp = bytes[0] <<8 | bytes[1];
    decoded.humi = bytes[2] <<8 | bytes[3];
    decoded.latitude   = (bytes[7] | (bytes[6]<<8) | (bytes[5]<<16)  | (bytes[4]<<24)) /1000000;
    decoded.longitude  = (bytes[11] | (bytes[10]<<8) | (bytes[9]<<16)  | (bytes[8]<<24)) /1000000;
    decoded.altitude   = (bytes[15] | (bytes[14]<<8) | (bytes[13]<<16) | (bytes[12]<<24))/100;
    decoded.satellites = bytes[16];
  }

  return decoded;
}

Etapa 5: Verifique o resultado no TheThingsNetwork

Vá para o gateway e clique em "Live data".

Nota

Quando você enviar o código, selecione o modo slave.

Cada dispositivo LoRa possui um número de série exclusivo; depois de conectar o dispositivo LoRa ao Wio Terminal, serão exibidos o deveui, appeui e appkey na primeira página, e você precisará preencher o ID do LoRa e o ID do gateway no servidor.

Na segunda página, serão exibidos temperatura, umidade, hora atual, longitude, latitude e número de satélites.

PlatformIO

Nós também fornecemos código para PlatformIO.

IcingTomato/LoRaNode-with-WioTerminal-IoT-Smart-Garden-Monitor

IcingTomato/WioTerminal-LoRaWAN-Gateway-Tester

Recursos

Folha de dados:

• Wio Terminal Chassis - LoRa-E5 and GNSS v1.2.zip
• LoRa-E5 datasheet and specifications
• LoRa-E5 AT Command Specification

• Folha de dados STM32WLE5JC

Certificações:

• LoRa-E5-HF Certification CE-VOC-RED
• LoRa-E5-HF FCC Certification -DSS
• LoRa-E5-HF FCC Certification -DTS

SDK relevante:

• Pacote STM32Cube MCU para a série STM32WL

Suporte Técnico e Discussão de Produtos

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