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  1. #11
    Tempesta L'avatar di bufera87
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    Predefinito Re: [Sperimentazione...] Come autocostruire una stazione meteo con tecnologia IoT - LoRaWan

    Ciao,
    grazie per il tuo messaggio; confermo che esistono zone dove i gateway LoRaWan sono pubblici e quindi è già possibile utilizzarli per appoggiarsi ad essi, senza necessità di acquistare un proprio gateway (che nel mio caso si è reso necessario non avendo altri dispositivi in zona). Ad esempio in Svizzera, Swisscom ha creato una copertura praticamente completa del territorio in LoRaWan e ha delle offerte per chi volesse attrezzare la trasmissione utilizzando il loro servizio (Collegate i vostri dispositivi con la Low Power Network (LPN) LoRaWAN | Swisscom).
    Il vantaggio di LoRaWan è che è possibile sviluppare reti private senza royalties e senza necessità di licenze (ad esempio usando gateway industriali ed antenne adeguate, si possono ricevere sullo stesso dispositivo decine di migliaia di nodi (sensori...), supporta pienamente il downlink verso i nodi (per programmarli o ri-programmarli in remoto) ed il limiti di trasmissione permettono tranquillamente di utilizzare i dispositivi per usi come il nostro a finalità meteorologica (con basso trasferimento dati).
    In questa tecnologia, il gateway è del tutto trasparente e quindi non storicizza il dato né lo decodifica; è un semplice link tra il nodo ed il network server e non fa altre operazioni sul dato in transito.
    Come dici, usando reti private è possibile appoggiarsi a community gratuite ed aperte a tutti come TTN (che è esattamente quello che ho fatto nel mio progetto e che spiegherò nel prosieguo) che permettono di estrapolare i dati e "portarli a casa" usando le svariate modalità di acquisizione messe a disposizione dalla piattaforma (che proprio in questi mesi sta passando dalla versione V2 alla V3 e che richiederà una nuova procedura di registrazione, essendo un passaggio sostanziale e formale di piattaforma).
    Come indicavo nelle premesse, la "scusa" di mettere online una piccola stazioncina è quella di famigliarizzare con la tecnologia LoRaWan che al lato pratico promette ottime applicazioni e diffusione su tantissimi settori, tra cui la meteorologia.
    A presto e grazie
    Tecnico Meteorologo certificato (WMO 1083 – registro DEKRA DTC-TMT-001-17 secondo UNI CEI EN ISO/IEC 17024:2012). www.meteoravanel.it (webcam realtime e dati meteo da oltre 15 punti di osservazione e monitoraggio a Vittorio Veneto e dintorni).

  2. #12
    Tempesta L'avatar di bufera87
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    Predefinito Re: [Sperimentazione...] Come autocostruire una stazione meteo con tecnologia IoT - LoRaWan

    Consiglio anche questo breve video introduttivo su LoRa/LoRaWan e tecnologia correlata

    The Things Academy: Intro, Use Cases, LoRa vs LoRaWAN - YouTube
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  3. #13
    Tempesta L'avatar di bufera87
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    Predefinito Re: [Sperimentazione...] Come autocostruire una stazione meteo con tecnologia IoT - LoRaWan

    Capitolo 2
    Dopo la pubblicazione della prima parte della trattazione, rieccoci a proseguire la spiegazione tecnica inerente lo sviluppo dei sistemi LoRaWan al fine di creare una piccola stazione meteorologica.
    Passiamo quindi alle diverse fasi operative:

    Step 1: cablaggio sensori su ELT-2-HP
    1) Utilizzare lo schema riportato sul manuale (già indicato) per connettere i cavi dei due sensori esterni alla morsettiera.
    2) Inserire la batteria ER14505 rispettando la polarità
    3) Verificare come da procedura del manuale che i led di segnalazione emettano i corrispondenti segnali di check
    4) Realizzare una struttura di supporto e alloggiamento adeguato per tutti i componenti (qui ci vuole un po' di manualità)
    5) Installare la stazione entro un raggio variabile da qualche chilometro (in assenza di ostacoli e di inquinamento elettromagnetico) a qualche centinaio di metri (in ambito urbano con alta densità di sorgenti emissive) rispetto alla posizione del gateway di ricezione. Si rimanda alle specifiche LoRaWan sulle distanze, limiti e suggerimenti applicativi. NB:la rete LoRaWan sta crescendo e se siete fortunati potreste appoggiarvi ad un gateway esistente senza necessità di installarne uno vostro. Il gateway infatti è trasparente alla comunicazione e si occupa solo di veicolare il dato dal sensore (nodo) al network server (dove è depositato ed è successivamente oggetto di acquisizione dal client server).

    Step 2: Registrazione gateway TTIG-868 su piattaforma TTN
    (The Things Network V2 cluster in fase di migrazione a The Things Stack (V3) cluster entro fine anno) - procedura valida fino circa a luglio-agosto 2021. Successivamente ogni nuovo gateway dovrà essere tassativamente registrato direttamente su The Things Stack (V3) e seguiranno aggiornamenti nei prossimi mesi con la nuova procedura.
    1) Creare un account suThe Things Network e successivamente loggarsi suThe Things Network
    2) Alimentare il gateway e seguire la guidaThe Things Indoor Gateway | The Things Network per attivarlo e connetterlo alla wifi di casa (il dispositivo utilizza unicamente il wifi 2.4GHz per la connessione alla rete). Prendere nota del Gateway EUI (è il "serial number" univoco del dispositivo).
    3) Entrare nella sezioneThe Things Network e inserire i dati del gateway. Gateway ID >> inserire Gateway EUI (es. eui-58a0etc...) Selezionare "I'm using the legacy packet forwarder" Frequency Plan >> Europe 868; Router>> ttn-router-eu Al termine, esso sarà registrato sulla nostra piattaforma ed è pronto a ricevere i pacchetti inviati dal nodo (sensore).


    Step 3: Programmazione base del trasmettitore
    Scaricare l'app Android https://play.google.com/store/apps/details?id=se.elsys.nfc.sensorsettings&gl=SE o la generica NFC tool (per iOS) https://apps.apple.com/it/app/nfc-tools/id1252962749 e abilitarne la funzionalità sui rispettivi telefoni.
    Per Android è disponibile la guida specifica: https://www.elsys.se/en/android-help/ mentre per iOS si veda al link https://www.elsys.se/en/elsys-nfc-settings-specification/
    I parametri minimali da impostare la prima volta via APP sono i seguenti (tutte le altre impostazioni si potranno eseguire successivamente mediante il proprio profilo TTN nella sezione "Device Overview")

    NB: queste sono le impostazioni prese dal sito Elsys ad aprile 2021; eventuali modifiche dell'APP, nomi e posizioni menu etc andranno verificate man mano e si invita a rifarsi sempre alla documentazione del produttore.
    1) Sensor – Choose sensor type, automatically updates if a sensor is read (corrisponde al codice prodotto, qualora non apparisse automaticamente selezionare ELT2)
    2) Time base – The main timebase for the sensor, this is the interval for the sensor to wake up and sample data (corrisponde al periodo di campionamento e invio dei dati, è espresso in secondi). Si consiglia di impostare 300 (pari a un dato ogni 5 minuti). (E' corrispondente al parametro "SplPer" vedasi qui https://elsys.se/public/documents/sensor_settings_parameter.pdf)
    3) Sensor sample times >> ExtPwrTime impostare 10 (è il tempo, espresso in ms, di accensione del sensore temperatura aria esterna per eseguirne la lettura che avviene in conformità al Time Base precedentemente impostato)
    4) Sensor keys

    1. A) Over the air activation – Switch join mode between: “over the air activation” and “personalization”. Selezionare Over the air activation
    2. B) Device EUI – The unique ID of the sensor. E' il "numero seriale" univoco associato fisicamente alla scheda elettronica Elsys in questione, espresso nel formato richiesto dal protocollo LoRaWan. Prendere nota e salvare il valore per successivi usi.
    3. C) AppEUI – Application ID (8bytes or 16 hex digits). Di default Elsys lo pone tutto a zero; tale valore va modificato e va impostato quello generato nella propria sezione TTN (vedere https://www.elsys.se/en/ttn-guide/)
    4. D) AppKey – Application unique key (16bytes or 32hex digits). Valore di default da sostituire con quello impostato nella propria sezione TTN (vedere https://www.elsys.se/en/ttn-guide/)

    5) External Configuration - Temperature sensor + Switch (corrispondente al parametro "ExtCfg" configurazione numero "15" vedasi qui https://elsys.se/public/documents/sensor_settings_parameter.pdf): è il settaggio da impostare al fine di far lavorare il sensore con acquisizione contemporanea del sensore di temperatura esterna e del pluviometro

    In funzione dell'APP utilizzata, è necessario salvare (comando "Write") le impostazioni andando a sovrascrivere quelle di default. Tutte le operazioni di salvataggio devono avvenire ponendo a stretto contatto fisico il telefono e il trasmettitore (si rimanda al manuale completo di Elsys per i dettagli pratici). Dopo ogni cambio corretto di impostazioni, il trasmettitore si riavvia emettendo una sequenza di segnali luminosi codificati sulla scheda da apposito led. Una volta eseguite tutte le configurazioni e dopo l'ultimo riavvio, inizierà la trasmissione verso il gateway e relativa sezione TTN (precedentemente configurati).
    Nel caso seguente, ci sono due nodi che trasmettono, con due distinti formati dati (cambia la dimensione del payload); uno di questi è il trasmettitore ELSYS (nella mia configurazione, richiede 31 bytes).


    Da questo momento in poi tutte le operazioni sul trasmettitore saranno eseguibili da TTN nella sezione "Device Overview", lanciando il payload in downlink sulla FPort 6 (si veda la pagina dedicata del produttore Elsys per i comandi: https://www.elsys.se/en/downlink-generator/). Sarà quindi possibile cambiare, ad esempio, la frequenza di campionamento e trasmissione (parametro "SplPer").


    Nel prossimo capitolo vedremo come creare una application in TTN, inserire il decodificatore ed ottenere i dati decrittati per poi importarli infine con lo script php.

    A presto!
    Anteprime Allegate Anteprime Allegate [Sperimentazione...] Come autocostruire una stazione meteo con tecnologia IoT - LoRaWan-gateway.png  
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  4. #14
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    Predefinito Re: [Sperimentazione...] Come autocostruire una stazione meteo con tecnologia IoT - LoRaWan

    Domanda:ma se tu colleghi ad una rete LoRaWan a che serve il gateway in casa? E' il prezzo che si paga per collegarsi alla rete oppure serve per ricevere il segnale della stazione remota?

  5. #15
    Tempesta L'avatar di bufera87
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    Predefinito Re: [Sperimentazione...] Come autocostruire una stazione meteo con tecnologia IoT - LoRaWan

    Ciao, puoi avere la fortuna di attivare un nodo e vedere che esso viene ricevuto da un gateway che è nel range di acquisizione, magari appartenente ad un vicino di casa questo per dire che al momento in Italia è ben difficile avere la fortuna di disporre di un gateway nel campo di azione del sensore, mentre questo è già realtà in altre nazioni.
    Esistono tanti gateway che variano per prestazioni e portata (indoor e outdoor anche con antenne dedicate etc), TTIG-868 è quello più basilare per l'indoor e per iniziare (e con un costo ridottissimo). Ho poi messo operativo un Mikrotik Lora8kit che dispone di FW dedicato e antenna esterna (verrà usato per l'espansione del progetto Cansiglio nei prossimi mesi).
    In questo caso se nell'area ci fossero altri N sensori (anche diverse migliaia), basterebbe un solo gateway (ovviamente performante) per trasmetterli tutti al network server. La relazione è uno a molti, ovvero un gateway può collezionare e trasmettere molti nodi verso molti network server (in quanto esso è passivo e non agisce sul dato trasportato né sulla decrittazione).

    In questo articolo la materia viene trattata a fondo: Gateways | The Things Network con tutti i riferimenti
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  6. #16
    Tempesta L'avatar di bufera87
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    Predefinito Re: [Sperimentazione...] Come autocostruire una stazione meteo con tecnologia IoT - LoRaWan

    Ecco ulteriori info: LoRaWAN - Teneo IoT
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  7. #17
    Vento forte
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    Predefinito Re: [Sperimentazione...] Come autocostruire una stazione meteo con tecnologia IoT - LoRaWan

    Diavolo, ho trovato un firmware per l'hardware che avrei a disposizione!
    P-NUCLEO-LRWAN2 | The Things Network
    Grazie!!!

    Edit: non è proprio lo stesso hardware Il gateway vero e proprio è diverso, ma credo che riuscirò a procurarmelo.
    Ultima modifica di zoomx; 26/04/2021 alle 21:31

  8. #18
    Tempesta L'avatar di bufera87
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    Predefinito Re: [Sperimentazione...] Come autocostruire una stazione meteo con tecnologia IoT - LoRaWan

    Grande!!!! si parte
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  9. #19
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    Predefinito Re: [Sperimentazione...] Come autocostruire una stazione meteo con tecnologia IoT - LoRaWan

    La cosa che mi frena è lo 'switchover' alla v3, che dovrebbe essere indolore, i gateway dovrebbero supportarlo, magari con aggiornamento software, ma penso sia meglio attendere ancora un po...

  10. #20
    Tempesta L'avatar di bufera87
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    Predefinito Re: [Sperimentazione...] Come autocostruire una stazione meteo con tecnologia IoT - LoRaWan

    Qui c'è una guida molto dettagliata in merito alla transizione alla V3: Migration to TTN v3 - disk91.com - the IoT blogdisk91.com – the IoT blog

    Il gateway TTIG-868 ha già a bordo la basic station come metodologia di trasmissione e quindi è direttamente implementabile su V3 quando sarà il momento (ad oggi si può comunque aggiungere ma non ha traffico di dati)

    Ciao!
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