使用Helium開發(fā)工具包和Cayenne進(jìn)行GPS跟蹤

描述

在過去的幾個(gè)月里，我對 Helium 網(wǎng)絡(luò)的潛力越來越感到興奮。如果您不熟悉，Helium 是一個(gè)分散的 LoRa 節(jié)點(diǎn)網(wǎng)格，用于低功耗、低數(shù)據(jù)消耗的 IoT 設(shè)備，例如用于智能城市監(jiān)控、制造和資產(chǎn)跟蹤的設(shè)備。Helium 與其他 LoRa 網(wǎng)絡(luò)的不同之處在于，激勵(lì)普通人通過部署自己的物理熱點(diǎn)來擴(kuò)大和驗(yàn)證覆蓋范圍。作為這筆前期費(fèi)用的交換，熱點(diǎn)所有者通過基于區(qū)塊鏈的覆蓋率證明算法挖掘出源源不斷的“氦代幣”。我鼓勵(lì)您查看開發(fā)人員文檔以獲得更可靠的解釋。

雖然我目前正在等待我自己的熱點(diǎn)的到來，但 Helium 非?？犊叵蛭野l(fā)送了他們的開發(fā)工具包之一修補(bǔ)。該套件包含一個(gè) Arduino Uno-esque Lorawan 開發(fā)板和一個(gè)傳感器防護(hù)罩（我期待他們的文檔中提供 X-NUCLEO-IKS01A3 環(huán)境/運(yùn)動(dòng)防護(hù)罩，但我最終得到了 X-NUCLEO-GNSS1A1 GPS 防護(hù)罩，這很好我）。雖然 Helium 的快速入門指南會逐步指導(dǎo)您設(shè)置電路板和 ping 控制臺，但有關(guān)通過“新”Helium 網(wǎng)絡(luò)（因?yàn)榕f版 Atom 模塊）傳輸實(shí)際傳感器數(shù)據(jù)的教程似乎供不應(yīng)求。因此，這個(gè)項(xiàng)目與其說是一個(gè)開創(chuàng)性的新想法，不如說是對快速入門指南的擴(kuò)展，希望您可以為自己的開發(fā)工具包設(shè)置節(jié)省一兩個(gè)小時(shí)的挫敗感。

從這個(gè)意義上說，我將從Helium 快速入門指南離開的地方開始。這假設(shè)您已經(jīng)有一個(gè) Helium 控制臺帳戶，并且在一個(gè)覆蓋范圍足夠大的地方可以定期向網(wǎng)絡(luò)發(fā)送 ping。作為參考，我在匹茲堡，那里的覆蓋范圍很好，但我驚喜地發(fā)現(xiàn)我正在跨河連接到近 5 英里外的一個(gè)熱點(diǎn)。但是，即使您位于熱點(diǎn)較少的半城市地區(qū)，我預(yù)計(jì)未來幾個(gè)月覆蓋范圍也會迅速擴(kuò)大。

1. 硬件設(shè)置

在這種情況下，硬件設(shè)置非常簡單。只需將屏蔽安裝在開發(fā)板上，連接 LoRa 天線和 GPS 接收器，即可開始使用。

2. 氦氣控制臺

假設(shè)您已在 Helium 控制臺中正確設(shè)置您的設(shè)備，那么您已經(jīng)在路上了。首先，在 Helium 控制臺中，轉(zhuǎn)到“標(biāo)簽”并單擊“添加標(biāo)簽”。此時(shí)，您唯一需要做的就是提供一個(gè)標(biāo)簽名稱。單擊“創(chuàng)建標(biāo)簽”。

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接下來，進(jìn)入“集成”選項(xiàng)卡并選擇“myDevices Cayenne”預(yù)建集成類型。為您的集成命名并應(yīng)用您剛剛制作的標(biāo)簽。

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旁注：我鼓勵(lì)您查看其他集成類型；如文檔中所述，創(chuàng)建與 RequestBin 端點(diǎn)的“HTTP”集成也非常簡單，但 Cayenne 可能是以有意義的方式可視化數(shù)據(jù)的最快方法。

您需要做的最后一件事是將標(biāo)簽應(yīng)用到設(shè)備上。在“設(shè)備”選項(xiàng)卡中選擇您的設(shè)備，然后在“附加標(biāo)簽”下添加您的標(biāo)簽。標(biāo)簽選項(xiàng)卡是 Helium 將設(shè)備連接到相關(guān)集成和功能的巧妙方法。現(xiàn)在，您通過該設(shè)備發(fā)送的任何數(shù)據(jù)包都會直接路由到 Cayenne（它們會為您處理 HTTP）。

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3. Cayenne myDevices

接下來，在cayenne.mydevices.com上創(chuàng)建一個(gè)帳戶并創(chuàng)建一個(gè)應(yīng)用程序。點(diǎn)擊“Add new...”>“Device/Widget”，選擇 Lora > Helium 后，搜索 STM32 B-L072Z-LRWAN1。將 DevEUI（來自 Helium 控制臺）粘貼到必填字段中。如果需要，請更改名稱，然后單擊“添加設(shè)備”。

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此時(shí)，發(fā)送到 Helium 網(wǎng)絡(luò)的有效負(fù)載將被路由到您的 myDevices 儀表板，并根據(jù)其傳感器類型自動(dòng)解釋。最后，我們只需要更新開發(fā)板上的代碼。

4. Arduino IDE

不幸的是，Helium 期望傳感器數(shù)據(jù)包以特定的 JSON 格式格式化。您可以從頭開始制定此數(shù)據(jù)包，或者如果您對 C++ 不太熟悉（或想要節(jié)省一些工作），您可以導(dǎo)入 Cayenne 低功耗有效負(fù)載 (LPP) 庫。CayenneLPP 采用一些常見的傳感器格式（溫度、壓力、濕度、GPS 等）并以 myDevices 自動(dòng)解釋的方式生成數(shù)據(jù)包。換句話說，而不是這樣：

{    
int32_t lat = latitude * 10000;     
int32_t lon = longitude * 10000;     
int32_t alt = meters * 100;      
buffer[cursor++] = channel;      
buffer[cursor++] = LPP_GPS;       
buffer[cursor++] = lat >> 16;      
buffer[cursor++] = lat >> 8;      
buffer[cursor++] = lat;      
buffer[cursor++] = lon >> 16;      
buffer[cursor++] = lon >> 8;      
buffer[cursor++] = lon;      
buffer[cursor++] = alt >> 16;      
buffer[cursor++] = alt >> 8;     
buffer[cursor++] = alt;      
return cursor; 
}

你可以這樣寫：

uint8_t addGPS(uint8_t channel, float latitude, float longitude, float meters);

通道輸入字段允許您從同一有效載荷內(nèi)的多個(gè)傳感器提交數(shù)據(jù)，如果您使用 X-NUCLEO-IKS01A3 防護(hù)罩，這將非常有用。GPS 基于 TeseoLIV3F 庫，也必須導(dǎo)入該庫。有時(shí)需要幾秒鐘才能獲得 GPS 修復(fù)（在 gps->init(); 之后），所以我在準(zhǔn)備有效載荷之前等待獲得修復(fù)。不要忘記更改 DevEUI、AppEUI 和 AppKey 字段以匹配您在 Helium 控制臺中的內(nèi)容，就像您在快速入門中所做的那樣。上傳代碼，你應(yīng)該會在串口監(jiān)視器中看到如下內(nèi)容：

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根據(jù)您的連接強(qiáng)度，GPS 數(shù)據(jù)包（每個(gè) 11 個(gè)字節(jié)）可能需要一段時(shí)間才能開始顯示在您的控制臺中。上行鏈路響應(yīng)在數(shù)據(jù)日志中看起來像藍(lán)色圓圈：

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向下滾動(dòng)，事件日志將有一些有用的反饋，例如信噪比（我的非常弱?。┖湍B接的熱點(diǎn)的名稱。

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最后，返回您的 myDevices 儀表板，您的坐標(biāo)數(shù)據(jù)將顯示在類似 Google 地圖的界面中！

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如需完整代碼，請查看此Github 存儲庫。希望這可以在您創(chuàng)建自己的基于氦的資產(chǎn)跟蹤器的過程中為您省去一些麻煩！

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