Jak zbudować dalekosiężną sieć mesh LoRa | MeshTastic, Heltec, MeshNology

Jak zbudować dalekosiężną sieć mesh LoRa | MeshTastic, Heltec, MeshNology

Zbuduj dalekosiężny, off-gridowy komunikator LoRa z Meshtastic

W dzisiejszym połączonym świecie, co się dzieje, gdy nie ma zasięgu komórkowego ani internetu? Ten przewodnik projektowy pokaże Ci, jak zbudować własną, prywatną sieć komunikacyjną off-grid, która działa za darmo na kilometry. Zamienimy wszechstronny moduł Heltec WiFi LoRa 32 w potężne urządzenie do przesyłania wiadomości, korzystając z platformy open-source Meshtastic. Ta konfiguracja pozwala wysyłać wiadomości tekstowe i udostępniać lokalizacje między urządzeniami w dalekosiężnej, niskoenergetycznej sieci mesh, co czyni ją idealną na piesze wędrówki, biwakowanie lub sytuacje awaryjne.

Będziemy używać kilku specjalnie zaprojektowanych obudów od Meshnology—N30, N32 i N35—które mieszczą płytkę Heltec i zawierają baterie o pojemności od 1100mAh do 3000mAh do długotrwałego użytkowania w terenie. Cały niezbędny sprzęt, oprogramowanie i linki partnerskie znajdują się na stronie z zasobami, do której link znajduje się pod tym filmem.

Jak to działa: LoRa i Meshtastic wyjaśnione

Ten projekt opiera się na dwóch kluczowych technologiach, aby osiągnąć dalekosiężną komunikację off-grid, co wyjaśniono w 01:43 na filmie.

• LoRa (Long Range): To technologia radiowa, która umożliwia przesyłanie danych na ogromne odległości przy bardzo małej mocy. Działa na nielicencjonowanych pasmach częstotliwości (takich jak 915 MHz w USA), więc nie wymaga żadnych opłat ani subskrypcji.
• Meshtastic: To projekt open-source, który tworzy zdecentralizowaną, zaszyfrowaną sieć mesh przy użyciu niedrogich radia LoRa. W sieci mesh każde urządzenie może przekazywać wiadomości dla innych urządzeń, automatycznie zwiększając zasięg całej sieci.

Proces komunikacji jest prosty, ale potężny: wpisujesz wiadomość w aplikacji Meshtastic na swoim telefonie. Aplikacja wysyła wiadomość przez Bluetooth do sparowanego urządzenia Heltec LoRa. To urządzenie następnie nadaje wiadomość przez sieć LoRa. Każde inne urządzenie w zasięgu odbiera wiadomość LoRa i przekazuje ją przez Bluetooth do sparowanego telefonu, gdzie pojawia się w aplikacji.

Krok 1: Flashowanie oprogramowania układowego Meshtastic

Zanim będziesz mógł używać swojego modułu Heltec, musisz zainstalować oprogramowanie układowe Meshtastic. Najłatwiejszym sposobem jest użycie oficjalnego narzędzia do flashowania online, jak pokazano w 09:26.

1. Podłącz swoje urządzenie Heltec WiFi LoRa 32 do komputera przez USB.
2. Otwórz kompatybilną przeglądarkę internetową (taką jak Google Chrome lub Edge) i przejdź do flasher.meshtastic.org.
3. Z menu rozwijanego wybierz swoje urządzenie. Możesz filtrować według "Heltec", aby łatwo znaleźć "Heltec Wireless Stick V3" lub podobny model.
4. Wybierz najnowszą wersję stabilną oprogramowania układowego z następnego menu rozwijanego.
5. Kliknij przycisk "Flash". Pojawi się okno popup z prośbą o wybór portu COM dla swojego urządzenia. Wybierz go i kliknij połącz. Zaleca się wybranie opcji "Erase and install", aby zapewnić czystą instalację.
6. Narzędzie do flashowania automatycznie wymaże stare oprogramowanie układowe i zainstaluje Meshtastic. Po zakończeniu urządzenie uruchomi się ponownie, a na jego wyświetlaczu OLED zobaczysz ekran powitalny Meshtastic.

Krok 2: Instalacja i konfiguracja aplikacji Meshtastic

Aplikacja Meshtastic to Twoje centrum dowodzenia do wysyłania wiadomości i konfigurowania urządzeń. Proces instalacji rozpoczyna się w 12:48.

1. Przejdź do Google Play Store lub Apple App Store na swoim smartfonie i wyszukaj "Meshtastic".
2. Zainstaluj i otwórz aplikację. Możesz pominąć początkowe ekrany powitalne.
3. Aplikacja wymaga uprawnień do Bluetooth i lokalizacji, więc pamiętaj, aby je przyznać, gdy pojawi się monit.
4. Przy otwartej aplikacji jesteś gotowy do sparowania pierwszego urządzenia LoRa.

Krok 3: Parowanie i konfiguracja urządzenia

Aby wysyłać wiadomości, musisz sparować swoje urządzenie LoRa z aplikacją przez Bluetooth. Ten kluczowy krok jest omówiony w 13:38.

1. W aplikacji Meshtastic dotknij ikony Bluetooth lub przycisku "scan", aby wyszukać pobliskie urządzenia.
2. Twoje urządzenie Heltec powinno pojawić się na liście z nazwą taką jak "Meshtastic_XXXX". Dotknij go.
3. Na telefonie pojawi się prośba o parowanie, a na ekranie OLED urządzenia Heltec wyświetlony zostanie 6-cyfrowy kod potwierdzający. Wpisz ten kod w aplikacji, aby zakończyć parowanie.
4. Po sparowaniu aplikacja połączy się i załaduje konfigurację urządzenia. Najważniejszym pierwszym krokiem jest ustawienie regionu. Przejdź do ustawień urządzenia, znajdź menu "LoRa" lub "Radio Configuration" i wybierz swój region (np. "United States"). To ustawia odpowiednią częstotliwość dla Twojego obszaru. Urządzenie uruchomi się ponownie po zapisaniu tego ustawienia.
5. Możesz również przejść do ustawień "User", aby nadać swojemu urządzeniu unikalną nazwę, co ułatwi jego identyfikację w sieci.

Krok 4 (opcjonalny): Zaawansowana konfiguracja przez klienta internetowego

Dla bardziej zaawansowanych użytkowników Meshtastic oferuje potężnego klienta internetowego do konfiguracji, dostępnego pod adresem client.meshtastic.org. Jak pokazano w 06:02, możesz podłączyć urządzenie przez USB i użyć tego interfejsu, aby zobaczyć mapę wszystkich węzłów w swojej sieci mesh, przeglądać szczegółowe statystyki urządzenia i dostroić zaawansowane ustawienia, takie jak moc nadawania LoRa, aby zrównoważyć zasięg i żywotność baterii.

Wysyłanie pierwszej wiadomości

Po skonfigurowaniu urządzeń jesteś gotowy do komunikacji! Ten proces jest zademonstrowany w 18:50.

• W aplikacji Meshtastic przejdź do zakładki „Czat" lub „Wiadomości".
• Wszystkie wiadomości są wysyłane na kanale. Domyślnie wszyscy znajdują się na kanale głównym, ale możesz także tworzyć prywatne, zaszyfrowane kanały.
• Po prostu wpisz swoją wiadomość w polu tekstowym i naciśnij wyślij. Wiadomość jest wysyłana przez Bluetooth do urządzenia LoRa, które następnie transmituje ją przez sieć mesh.
• Kilka sekund później wiadomość pojawi się w aplikacji każdego innego użytkownika na Twoim kanale, a także na ekranach OLED ich urządzeń LoRa.

Jak pokazuje wideo, system ten działa bezbłędnie, umożliwiając jednoczesną komunikację między wieloma różnymi typami urządzeń Meshtastic. Test terenowy w rzeczywistych warunkach o 19:58 potwierdza skuteczną komunikację na odległość 1,5 km, a technologia leżąca u podstaw została sprawdzona na znacznie większych dystansach.

Rozdziały wideo

• 00:00 - Wprowadzenie do projektu
• 01:43 - Czym są LoRa i Meshtastic?
• 02:40 - Przegląd sprzętu
• 05:02 - Przegląd oprogramowania i narzędzi
• 09:26 - Wgrywanie oprogramowania układowego przez flasher.meshtastic.org
• 12:48 - Instalacja aplikacji Meshtastic
• 13:38 - Parowanie urządzenia przez Bluetooth
• 15:07 - Konfiguracja ustawień urządzenia (region i nazwa)
• 18:50 - Demonstracja na żywo w laboratorium: wysyłanie wiadomości
• 19:58 - Test terenowy w rzeczywistych warunkach (1,5 km)