Für Experimente mit LoRaWAN bietet ELV die LoRIS-Base Experimentierplattform an.
For experiments with LoRaWAN, ELV offers the LoRIS-Base experiment platform.
Dieses, zur Bestückung auf einem Steckbrett geeignete Basismodul verwendet ein LoRaWAN-Modul LoRIS-BM-TRX1 zur Verbindung mit einem LoRaWAN-Gateway und kann beispielsweise sehr einfach mit TTS (CE) verbunden werden.
Die Firmware ist bereits aufgespielt und mit den mitgelieferten Keys kann die Registrierung z.B. bei TTS (CE) erfolgen. Es ist keine Programmierung des Moduls erforderlich!
Das LoRaWAN-Modul kann auch in eigene Anwendungen integriert werden. Wichtig zu wissen ist, dass sich hinter dem dnt-TRX-ST1 ein STM32WLE5JB-SOC verbirgt, welches eine MCU Cortex-M4 und einen LoRa_Transceiver Semtech SX1276 umfasst.
This base module, which is suitable for assembly on a breadboard, uses a LoRaWAN module LoRIS-BM-TRX1 to connect to a LoRaWAN gateway and can, for example, be very easily connected to TTS (CE).
The firmware has already been installed, and the keys supplied can be used to register with TTS (CE), for example. No programming of the module is required!
The LoRaWAN module can also be integrated into your own applications. It is important to know that behind the dnt-TRX-ST1 there is a STM32WLE5JB-SOC, which includes an MCU Cortex-M4 and a LoRa_Transceiver Semtech SX1276.
Die folgende Tabelle zeigt die technischen Daten des LoRaWAN-Moduls:
The following table shows the technical data of the LoRaWAN module:
| Module code name | dnt-TRX-ST1 |
| Size | 22 x 15 x 2,6 mm |
| Weight | 2 g |
| SoC | STM32WLE5JB Single-core 32-bit Arm® Cortex®-M4 Operating frequency: up to 48 MHz Memory: 128 KB Flash, 48 KB SRAM |
| IO pins | 18 |
| Available serial interfaces | SPI, I2C, LPUART, USART, ADC |
| RF frequencies options | 865 to 869.65 MHz |
| Modulations | LoRa® |
| Antenna | Integral Lambda/4 monopole |
| Output power options | +14 dBm (PA Output) |
| Sensitivity | -135 dBm for LoRa® (BW 125 kHz, SF=12) |
| Power supply | 1.8 V to 3.6 V |
| Power consumption (3 V) | RX (MCU in Stop2): 5 mA TX (MCU in Stop2 & 12 dBm EIRP): 29 mA Stop2 Mode with RTC: 1 μA |
| Temperature range | -20 to +70 °C |
Für den Aufbau eines Sensorknotens bietet ELV ein aufsteckbares LoRIS-Temp-Hum1 Applikationsmodul (LoRIS-AM-TH1) zur Messung von Temperatur und Luftfeuchte an.
To set up a sensor node, ELV offers an attachable LoRIS-Temp-Hum1 application module (LoRIS-AM-TH1) for measuring temperature and humidity.
Als Sensor für Temperatur und Luftfeuchte dient ein HDC2080 von TI auf dem Board und ein externer NTC-Temperatursensor. Der Temperaturmessbereich liegt bei -20 bis +55 °C.
Nach Aktualisierung der Firmware über das komfortable LoRIS-Base Flasher Tool steht ein LoRaWAN-Knoten zur Erfassung von Environmental Daten zur Verfügung. Erfolgte die Registrierung bei TTS (CE), dann liegen die Daten auf deren LoRaWAN-Server und können in eine IoT Plattform zur Visualisierung übernommen werden.
Die übermittelte Payload wird durch den Payload formatter decodiert. Der von ELV zur Verfügung gestellte LoRIS Base Payload Parser v1.3.0 entspricht noch TTN v2 und kann durch Voranstellen der folgenden JavaScript-Zeilen TTS (CE)-konform gestaltet werden.
An HDC2080 from TI on the board and an external NTC temperature sensor serve as sensors for temperature and humidity. The temperature measuring range is -20 to +55 ° C.
After updating the firmware using the convenient LoRIS-Base Flasher Tool, a LoRaWAN node is available for collecting environmental data. If the registration was done with TTS (CE), then the data is on their LoRaWAN server and can be transferred to an IoT platform for visualization.
The transmitted payload is decoded by the payload formatter. The LoRIS Base Payload Parser v1.3.0 provided by ELV still corresponds to TTN v2 and can be made TTS (CE)-compliant by placing the following JavaScript lines in front.
function decodeUplink(input) {
var data = input.bytes;
var valid = true;
if (typeof Decoder === "function") {
data = Decoder(data, input.fPort);
}
if (typeof Converter === "function") {
data = Converter(data, input.fPort);
}
if (typeof Validator === "function") {
valid = Validator(data, input.fPort);
}
if (valid) {
return {
data: data
};
} else {
return {
data: {},
errors: ["Invalid data received"]
};
}
}
/*
* LoRIS-Payload-Parser
*
* Version: V1.3.0
*
* */
var tx_reason = ["Timer_Event", "User_Button", "Input_Event", "Unused_Reason", "App_Cycle_Event"];
...
Die Visualisierung von LoRaWAN-Daten ist u.a. in meinem Buch „LoRaWAN-Knoten im IoT“ (ISBN 978-3-89576-467-7) für MQTT, Node-RED, Cayenne, Thingspeak und Datacake beschrieben.
Hier ist die Visualisierung von Temperatur und Feuchtigkeit gezeigt. Ich überwache mit diesem Modul Temperatur und Feuchtigkeit in einem beheizten Folienzelt für die Überwinterung von Pflanzen. Dort habe ich den Sensor zusätzlich zum Test eingebracht.
Datacake ermöglicht die Visualisierung für den Desktop aber auch Mobilphones resp. Tablets, wie die folgenden Bilder zeigen. Im Tagesverlauf nimmt gegen Mittag die Temperatur auch im Zelt ohne Heizung zu und ich habe das Zelt zur Belüftung geöffnet. Dadurch soll zumindest zwischenzeitlich die Luftfeuchtigkeit etwas reduziert werden. Am zeitigen Abend wurde das Zelt wieder geschlossen und die Zusatzheizung bewirkt wieder den gewünschten Frostschutz. Ich habe die Belüftungszeiten nachträglich im Screenshot markiert.
I described the visualization of LoRaWAN data among other things in my book „ LoRaWAN nodes in the IoT “ (ISBN 978- 3-89576-467-7) for MQTT, Node-RED, Cayenne, Thingspeak, and Datacake.
The visualization of temperature and humidity is shown here. With this module, I monitor the temperature and humidity in a heated foil tent for the wintering of plants. I also brought the sensor there for the test.
Datacake enables the visualization for the desktop but also for mobile phones resp. tablets, as the following pictures show. During the day, the temperature increases around noon even in the tent without heating and I opened the tent for ventilation. This is intended to reduce the humidity a little, at least in the meantime. In the early evening, the tent was closed again and the additional heating provided the desired frost protection again. I have marked the ventilation times in the screenshot afterward.
Die hier gezeigte Anwendung steht als Beispiel für den Einsatz des LoRIS-Experimentiersystems. Weitere Module, mit denen die meisten Anwendungsfälle für einen drahtlosen Sensorknoten erfüllt werden dürften, folgen. Die Firmware für die zu integrierenden Module stellt ELV zur Verfügung.
Es können aber auch mit Hilfe der Entwicklungsumgebung STM32Cube eigene Anwendungen programmiert werden. Hierzu kann das LoRIS-Base Code-Template als Grundlage dienen.
Schon für den Beginn des neuen Jahres sind weitere Module von ELV angekündigt. Es bleibt spannend.
The application shown here is an example of the use of the LoRIS experimentation system. Further modules, with which most applications for a wireless sensor node should be fulfilled, will follow. ELV provides the firmware for the modules to be integrated.
You can also program your own applications using the STM32Cube development environment. For this, the LoRIS-Base code template serves as a base.
Further modules from ELV have already been announced for the beginning of the new year. It remains exciting.
2021-12-28/CK
LoRa & LoRaWAN 