hang		e
			C				E
		X
	-							d
	F								t
	D								i
									r
P						NOW!			o
					BUY
				to
w Click										m
w
	w								o
	.							.c
		p					g
			df			n		e
				-xcha

hang

e

C

E

X

-

d

F

i

t

P

D

o

NOW!

r

BUY

Настройка LoStik

to

w

m

w Click

o

w

.

.c

p

df

e

g

n

-x cha

Чтобы получать пакеты от платы Heltec, мы настроим LoStik как

приемник LoRa (рис. 13.5). Мы использовали версию LoStik RN2903 (США),котораяохватываетСША,КанадуиЮжнуюАмерику.Советуем вамознакомитьсясоследующейкартой,накоторойпоказанычастот- ные планы и правила LoRaWAN (и LoRa) по странам в проекте The Things Network: https://www.thethingsnetwork.org/docs/lorawan/frequencies­-­ by-country/.

Рис.13.5.LoStik поставляется в двух версиях: модули RN2903 (США) и RN2483 (ЕС) от Microchip.Убедитесь,что вы выбрали правильный вариант для вашего региона СЭ

Чтобы загрузить и поэкспериментировать с некоторыми примера- ми кода, предоставленными разработчиком LoStik, вы можете запу- стить эту строку:

$ git clone https://github.com/ronoth/LoStik.git

Для запуска примеров вам понадобится Python 3 и пакет pyserial. Можетеустановитьэтотпакет,указавдиспетчерупакетовpip нафайл requirements.txt в каталоге examples:

# pip install -r requirements.txt

ПодключивLoStikккомпьютеру,введитеследующуюкоманду,что- бы узнать, какой дескриптор файла устройства ему был назначен:

$ sudo dmesg

…

usb 1-2.1: ch341-uart converter now attached to ttyUSB0

Радио дальнего действия: LPWAN  363

				hang		e
			C				E
		X
	-							d
	F								t
	D								i
									r
P						NOW!			o
					BUY
				to
w Click										m
w
	w								o
	.							.c
		p					g
			df			n		e
				-xcha

					hang		e
				C				E
			X
		-							d
		F								t
		D								i
										r
	P						NOW!			o
						BUY
Его следует назначить на /dev/ttyUSB0, если у вас нет других под-					to
											m
	w Click
	w
ключенных периферийных устройств.		w		df-x chan						o
		.							.c
			p					g
									e

Разработка кода приемника LoRa

Втекстовом редакторе,таком какVim,введите следующий скриптPy- thon, который позволяет LoStik действовать как базовый приемник LoRa.КодбудетотправлятькомандыконфигурациинарадиочипLoRa (RN2903) в LoStik через последовательный интерфейс, чтобы заста- вить его прослушивать определенные видытрафика LoRa и выводить полученные пакетные данные в терминал. В листинге 13.2 показан наш код.

Листинг 13.2. Скрипт Python, который позволяет использовать LoStik как базовый приемник LoRa

#!/usr/bin/env python3  import time

import sys import serial import argparse

from serial.threaded import LineReader, ReaderThread

parser = argparse.ArgumentParser(description='LoRa Radio mode receiver.') parser.add_argument('port', help="Serial port descriptor")

args = parser.parse_args()

class PrintLines(LineReader): 

def connection_made(self, transport): print("serial port connection made") self.transport = transport self.send_cmd('mac pause') self.send_cmd('radio set wdt 0') self.send_cmd('radio set crc off') self.send_cmd('radio set sf sf7') self.send_cmd('radio rx 0')

def handle_line(self, data): 

if data == "ok" or data == 'busy': return

if data == "radio_err": self.send_cmd('radio rx 0') return

if 'radio_rx' in data:  print(bytes.fromhex(data[10:]).decode('utf-8', errors='ignore'))

else:

print(data)

time.sleep(.1) self.send_cmd('radio rx 0')

def connection_lost(self, exc):  if exc:

print(exc) print("port closed")

364  Глава 13

				hang		e
			C				E
		X
	-							d
	F								t
	D								i
									r
P						NOW!			o
					BUY
				to
w Click										m
w
	w								o
	.							.c
		p					g
			df			n		e
				-xcha

def send_cmd(self, cmd, delay=.5):  self.transport.write(('%s\r\n' % cmd).encode('UTF-8')) time.sleep(delay)

				hang		e
			C				E
		X
	-							d
	F								t
	D								i
									r
P						NOW!			o
					BUY
				to
w Click										m
w
	w								o
	.							.c
		p					g
			df			n		e
				-x cha

ser = serial.Serial(args.port, baudrate=57600)  with ReaderThread(ser, PrintLines) as protocol:

while(1): pass

Сценарий Python сначала импортирует необходимые модули , включаяпоследовательныеклассыLineReaderиReaderThreadизпаке- таpyserial.Этидваклассапомогутнамреализоватьциклчтенияпосле- довательного порта с использованием потоков. Затем мы настраива- емоченьпростойсинтаксическийанализатораргументовкомандной строки , через который передаем дескриптор файла устройства для последовательного порта (например,/dev/ttyUSB0) как единственный аргумент нашей программы. Мы определяем PrintLines , подкласс serial.threaded.LineReader, который будет использовать наш объект ReaderThread. Этот класс реализует основную логику программы. Мы инициализируем все настройки радио LoStik внутри­ функции connection_made , потому что она вызывается при запуске потока.

Следующие пять команд  настраивают радиочасть LoRa чипа RN2903. Эти шаги напоминают шаги, которые вы предприняли для настройки радио LoRa на плате Heltec. Мы советуем вам прочитать подробное объяснение этих команд в «Руководстве пользователя по командам технологического модуля RN2903 LoRa» от Microchip (https://www.microchip.com/wwwproducts/en/RN2903).

Давайте рассмотрим каждую команду:

zzmac pause – приостанавливает функционирование стека LoRa­ WAN, чтобы вы могли настроить радио, поэтому мы начнем с этого;

zzradio set wdt 0 –отключаетсторожевойтаймер(WatchdogTimer),­

механизм, который прерывает радиоприем или передачу по ис- течении заданного количества миллисекунд;

zzradio set crc off – отключает заголовок CRC в LoRa. Параметр off – наиболее распространенный;

zzradio set sf sf7 – устанавливает коэффициент передачи. Допу- стимые параметры: sf7,sf8,sf9,sf10,sf11 или sf12.Мы устанав- ливаем коэффициентпередачитsf7,потому что узел Heltec LoRa 32, который действует как наш отправитель, находится в той же комнате, что и получатель (помните, что короткие расстояния требуют небольшого коэффициента), также имеет коэффици- ент 7. Два коэффициента должны совпадать, иначе отправитель и получатель не смогут установить связь с друг с другом;

zzradio rx 0 –переводит радио в режим непрерывного приема; это означает, что радиомодуль будет слушать эфир, пока не получит пакет.

Радио дальнего действия: LPWAN  365

				hang		e
			C				E
		X
	-							d
	F								t
	D								i
									r
P						NOW!			o
					BUY
				to
w Click										m
w
	w								o
	.							.c
		p					g
			df			n		e
				-xcha

					hang		e
				C				E
			X
		-							d
		F								t
	D									i
										r
P							NOW!			o
						BUY
Затем мы переопределим функцию handle_line LineReader , кото-					to
											m
w Click
w
	w			df-x chan						o
рая вызывается всякий раз,когда микросхема RN2903 получаетновую		.							.c
			p					g
									e

строку из последовательного порта. Если значение строки в порядке иливозвращается«занято»,мывозвращаемся,чтобыпродолжитьпро- слушивание новых строк. Если эта строка является строкой radio_err, это,вероятно,означает,чтосторожевойтаймеротправилпрерывание. Значение сторожевого таймера по умолчанию составляет 15 000 мс, это означает, что если с начала приема приемопередатчика прошло 15 с без получения каких-либо данных,сторожевойтаймер прерывает работу радио и возвращает radio_err. Если это произойдет, мы вызы- ваем radio rx 0, чтобы снова установить радио в непрерывный режим приема. Ранее мы отключили сторожевой таймер в этом скрипте, но в любом случае рекомендуется обрабатывать это прерывание.

Если строка содержит radio rx , то она содержит новый пакет, полученный радиоприемником LoRa, и в этом случае мы пытаемся декодировать полезную нагрузку (все,начиная с байта 10 и далее,по- скольку байты 0–9 переменной данных содержат строку radio rx) как UTF-8, игнорируя любые ошибки (символы, которые не могут быть декодированы). В противном случае мы просто печатаем всю строку, потому что она, вероятно, будет содержать ответ от LoStik на некото- рую команду, которую мы ему отправили. Например, если мы отпра- вим ему команду radio get crc,он ответит строкой on или off,указав, включен ли CRC.

Мы также переопределяем метод connection_lost , который вы- зывается при закрытии последовательного порта или при заверше- нии цикла считывателя.Мы выводим на печать исключение exc,если работа программы прекращена из-за ошибки. Функция send_cmd  – это просто оболочка, которая следит за тем, чтобы команды, отправ- ляемые на последовательный порт, имели правильный формат. Она проверяет, что данные закодированы в UTF-8 и что строка заканчи- вается символами возврата каретки и новой строки.

В основной части скрипта  мы создаем объект Serial с именем ser, который принимает дескриптор файла последовательного пор- та в качестве аргумента и устанавливает скорость передачи (скорость передачи данных по последовательной линии). RN2903 требует ско- рости 57600.Затем мы создаем бесконечный цикл и инициализируем pyserial ReaderThread с нашим экземпляром последовательного пор- та и классом PrintLines, реализуя нашу основную логику.

Запуск приемника LoRa

Подключив LoStik к USB-порту на нашем компьютере, мы можем за- пустить наш приемник LoRa, введя следующую строку:

# ./lora_recv.py /dev/ttyUSB0

Теперь мы должны увидеть сообщения LoRa, отправленные моду-

лем Heltec:

366  Глава 13