Farm-Data-Relay-System

Farm-Data-Relay-System

简化远程IoT设备连接 轻松实现无线传感器网络

Farm-Data-Relay-System是一种创新的无线传感器网络解决方案,通过低成本接入点和中继器提供ESP-NOW和LoRa覆盖。该系统无需依赖WiFi或LoRaWAN基础设施,适用于农场、教室等多种场景,用于高效传输传感器数据和控制指令。系统由网关和节点组成,支持MQTT和UART接口,并提供丰富的示例代码和详细文档,便于用户快速部署和灵活扩展应用。

Farm Data Relay SystemIoT设备ESP-NOWLoRa网关Github开源项目
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<p align="center">农场数据中继系统

<p align="center">深切缅怀非凡女性Gay Holman

农场数据中继系统是一种无需依赖WiFi或LoRaWAN基础设施就能与远程物联网设备通信的简便方法。它建立了一系列廉价、低功耗的接入点和中继器,为远程设备提供ESP-NOW和LoRa覆盖。在无法提供完整WiFi/LoRaWAN覆盖的情况下,FDRS可用于传输传感器读数和控制信息。尽管该系统最初是为农业设计的,但FDRS也可在教室、家庭或研究环境中发挥作用。

设备分为两类:网关节点。网关构成网络的基础设施,沿预定路线传输数据并为所有设备提供覆盖。节点允许用户与网关交换数据。每个网关由8位物理十六进制地址(MAC)标识,而节点使用16位整数来标识在系统中移动的数据点。

入门指南

所需库:

已包含:

安装FDRS:

  1. 下载或克隆此仓库并将其复制到Arduino的**'libraries'**文件夹中。

  2. 安装后,编辑**'src/fdrs_globals.h'**文件,填入您的WiFi凭据和其他全局参数。

  3. 首先尝试的应该是1_UART_Gateway.ino示例。该设备将监听传入的ESP-NOW数据包,然后将其路由到串行端口(反之亦然)。接下来,烧录ESPNOW_Sensor.ino示例,了解如何向网关发送数据。

  4. 使用MQTT:通过Rx和Tx引脚(交叉连接)将第二个网关连接到第一个网关,并用0_MQTT_Gateway.ino示例烧录。如果您的WiFi和MQTT配置正确,数据将发布到主题'fdrs/data'。

  5. 要扩展范围,可以尝试2_ESPNOW_Repeater.ino3_LoRa_Repeater.ino。只需将传感器的GTWY_MAC更改为新中继器的地址即可。

节点

节点文档

节点可分为传感器、控制器或两者兼具

  • 传感器节点将数据聚合成数据包,然后通过ESP-NOW或LoRa发送到网关。
  • 控制器节点订阅一个或多个读取ID。当来自设备订阅的ID的数据到达时,会调用回调函数,用户可在其中访问传入的数据。

网关

网关文档

网关是模块化和可配置的微控制器设备,可执行多种有用功能,包括收集、分发和中继无线数据。它们在各种有线和无线协议之间提供灵活和统一的接口,通常以线性或星型拓扑排列。一般规则是,使用MQTT的网关地址始终为0x00,ESP-NOW和LoRa网关从0x01开始。

在最常见的用法中,FDRS网关部署为远程ESP-NOW和LoRa用户节点的接入点。如果收到来自未知ESP-NOW或LoRa地址的数据包,网关会假定这些是传感器读数,并将其向下游传递到前端。网关还会将来自前端的数据包广播到任何已注册/正在监听的控制器节点。

网关还可配置为简单的中继器,直接将数据从一个邻居传递到另一个邻居,反之亦然。这可以创建一个数据虫洞,无限期地向上游或下游传输数据包。您可以配置网关与连接的对等设备共享上游数据,从而为它们提供来自前端的任何数据。

如果您正在寻找MQTT/UART网关的简单、美观且封闭的解决方案,我个人推荐ThingPulse ESPGatewayThingPulse ESPGateway Ethernet

  • ESPGateway在一块电路板上包含两个带外部天线的ESP32 WROVER-IB模块。它们通过14和15引脚相互连接,实现串行通信。这是ESP-NOW和WiFi之间链接的完美设置。
  • ESPGateway Ethernet包含一个带天线的ESP32 WROVER-IB模块,以及一个RJ45以太网接口。这是在以太网网关示例中使用的硬件。

前端

前端是所有数据输入或被其他应用程序消费的地方。这可以是任何东西,从通过UART通信并在屏幕上显示数据的微控制器,到通过MQTT记录数据的服务器/数据库平台。

我推荐的访问数据的方法是使用计算机、服务器或树莓派,通过MQTT或UART与FDRS网关设备连接。Node-RED是我最喜欢的前端访问/操作数据的平台,而InfluxDB+Grafana是存储和可视化的完美组合。

未来计划

FDRS的即将实现的目标包括:

  • 一种让FDRS网关通过NTP或RTC模块跟踪时间,然后在其邻居和连接的节点之间无缝分发的方法。
  • 更多传感器和控制器示例。如果您使用的设备或传感器未在示例中涉及,欢迎贡献其基本用法的示例!
  • 支持使用TinyGSM的蜂窝无线电。
  • LoRa的信道活动检测(CAD)。

感谢

**...非常感谢您关注我的项目!**我真诚地感谢所有提供贡献和帮助的人,尤其是在"贡献者"部分提到的那些人。如果您有任何问题、评论、问题或建议,请随时联系我:timmbogner@gmail.com,或在Github上开启讨论。

特别感谢总是富有教育意义的Andreas Spiess。他的见解和想法将这个项目从一块粗糙的石头变成了今天你所看到的"钻石"。

感谢LilyGo在我的LoRa32模块损坏时寄给我新的模块。这个项目的大部分内容是使用TTGO设备创建的,我强烈推荐他们的产品

能够被Hackadayhackster.io报道是一种莫大的荣幸!

我从Random Nerd Tutorials的指导开始了这个项目。如果你是初学者并试图学习更多关于微控制器的知识,我强烈建议从那里开始。

基础 - UART

基础 - MQTT

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