Шлюз ESPGate868 предназначен  для приема и передачи в сеть Internet информационных сообщений от беспроводных датчиков (конечных узлов), поддерживающих технологию LoRa™ ( метод модуляции запатентован компанией Semtech) .

Рисунок 1 Шлюз LoRa.

Принцип работы шлюза, а также связи между основными функциональными звеньями отображены на  схеме:

Рисунок 2 Структурная схема шлюза

   Описание аппаратной части

Для приема  радисообщений от оконечных устройств  с модуляцией LoRa™ применен радиомодуль RFM95. Обмен данными между радиомодулем RFM95 и NODEMCU ESP32S осуществляется по интерфейсу SPI. Дополнительно имеется три двунаправленные линии связи DIO 0, DIO 1, DIO 2 (сейчас не используются).

Кроме того, к шлюзу с помощью разъемов Jack 3,5мм можно подключить внешние датчики:

  • датчики температуры DS18B20 (до 10-ти штук на общей шине);
  • датчик влажности (например DHT22, AM2302)

Имеется один гальванически развязанный цифровой вход (DIO 26), позволяющий подключать датчики охранно-пожарной сигнализации, открытия дверей и т.д.

Электропитание модуля и подключаемых к нему датчиков осуществляется постоянным напряжением +5В (током не менее 500мА) от разъема USB micro.

Перепрограммирование модуля NODEMCU ESP32S, а также вывод отладочной информации осуществляется через имеющийся на модуле USB/UART преобразователь.

Описание программной части

Шлюз работает под управлением популярной в сети Internet прошивки от wifi-iot.com.

Для того, чтобы получить доступ к модулю для его настройки необходимо обеспечить соединение с ним по беспроводному интерфейсу Wi-Fi.

Для этого необходимо перед подачей питания нажать микрокнопку. Затем, не отпуская кнопку, подать питание и удерживать нажатой  не менее 3…5 секунд.

Модуль загрузится и перейдет в safe mode режим, станет точкой доступа (AP) незащищенной Wi-Fi сети WiFi-IoT.

Выполняем подключение к сети WiFi-IoT с помощью ноутбука, планшета или телефона с Wi-Fi модулем, в адресной строке браузера набираем IP-адрес модуля 192.168.4.1, после чего отобразится главное меню следующего вида:

Рисунок 3 Главное меню

Для того, чтобы шлюз работал в Вашей домашней беспроводной сети, необходимо выполнить настройки подключения, перейдя на вкладку Config: -> Main, указав имя сети AP name и пароль AP pass:

Рисунок 4 Вкладка Main

Применить настройки нажатием кнопки Set.

Для приема шлюзом сообщений от конечных устройств выполняем следующие настройки:

  • устанавливаем режим Lora Gateway (радиокнопка);
  • устанавливаем галочки: Use PA BOOST PIN, RAW Enable, Enable Activation by Personalization
  • в окне Power TX значение dBm, из диапазона: 3…14
  • в окне Freq значение Mhz из набора: 868.9, 869.1, 864.1, 864.3, 864.5, 864.7, 864.9 (план RU868)
  • в окне CR: 6
  • в окне SF значение из набора: 7, 8, 9, 10, 11, 12
  • в окне BW значение из набора: 125, 250 или 500

 

Рисунок 5 Вкладка Lora options

Применить настройки нажатием кнопки Set.

Примечание — шлюз является одноканальным устройством и параметры его настройки: Freq, CR, SF, BW должны строго совпадать с параметрами настройки конечных устройств! 

Теперь необходимо зарегистрировать подключаемые конечные устройства, перейдя на вкладку Config: ->Lora: -> Nodes keys (рисунок 6):

  • в окне DevAddr: 4-х байтовое значение (уникальное для конечного устройства — см. на корпусе датчика)
  • в окне AppSkey: FFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFF
  • в окне NwkSkey: FFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFF

Рисунок 6 Вкладка Nodes keys

Применить настройки нажатием кнопки Set.

Для активации подключенных датчиков на вкладке Config: -> Sensors устанавливаем указанные на рисунке 7 значения:

  • для подключения датчика влажности DHT22(AM2302):    GPIO: 13
  • для подключения датчика температуры DS18B20:               GPIO: 14

Рисунок 7 Вкладка Sensors

Применить настройки нажатием кнопки Set.

Перейти на вкладку Config: -> 1-wire, нажать Clear & Scan list, после чего должен появиться 16-знаковый уникальный идентификатор датчика температуры (если датчик DS18B20 подключен!):

Рисунок 8 Вкладка 1-wire

В данной прошивке имеется возможность отправки показаний датчиков на такие сервисы, как: narodmon.ru (красным выделен MAC, который вводят при регистрации нового устройства на сайте narodmon.ru) , MajorDoMo или любой mqtt-сервер, для чего необходимо выполнить настройки на вкладке Config: ->Servers (см. рисунок 9):

Рисунок 9 Вкладка Servers

Применить настройки нажатием кнопки Set.

Текущая цена: 1400руб.

Заказы принимаются через форму обратной связи.

 

Работа ESPGate868 в режиме конечного узла

Шлюз ESPGate868 может быть легко перенастроен в режим конечного узла (End Node), что позволяет передавать данные от подключенных к нему датчиков.

Для этого на вкладке Lora options выполняем следующие настройки:

  • устанавливаем режим Lora Node (радиокнопка);
  • устанавливаем галочки: Use PA BOOST PIN, RAW Enable, Enable Activation by Personalization
  • в окне Power TX значение dBm, из диапазона: 3…14
  • в окне Freq значение Mhz из набора: 868.9, 869.1, 864.1, 864.3, 864.5, 864.7, 864.9 (план RU868)
  • в окне CR: 6
  • в окне SF значение из набора: 7, 8, 9, 10, 11, 12
  • в окне BW значение из набора: 125, 250 или 500
  • в окне Send interval желаемый период отправки сообщений на шлюз
  • в окне FPort: 1
  • в окне DevAddr любое 4-х байтовое значение (такое же значение указать в настройках шлюза)
  • в окне AppSkey: FFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFF
  • в окне NwkSkey: FFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFF

Рисунок 10 Вкладка Lora options

Применить настройки нажатием кнопки Set.

Выбор показаний датчиков для передачи на шлюз осуществляется путем настройки вкладки designer lines:

  • если подключен датчик DHT22, AM2302, то в поле внести запись: t:_DHTT1_;h:_DHTH1_;
  • если подключен датчик DST-1, DST-2 (ds18b20)то в поле внести запись: t:_DSW1_;

Рисунок 11 Вкладка designer lines

Применить настройки нажатием кнопки Set.