Ako vybudovať diaľkovú sieť LoRa Mesh | MeshTastic, Heltec, MeshNology

Ako vybudovať diaľkovú sieť LoRa Mesh | MeshTastic, Heltec, MeshNology

Vytvorte si diaľkový, off-grid LoRa messenger s platformou Meshtastic

V dnešnom prepojenom svete, čo sa stane, keď nie je dostupná mobilná sieť alebo internet? Tento projektový sprievodca vám ukáže, ako si vytvoriť vlastnú súkromnú, off-grid komunikačnú sieť, ktorá funguje zadarmo na kilometre. Premeníme všestranný modul Heltec WiFi LoRa 32 na výkonné zariadenie na odosielanie správ pomocou open-source platformy Meshtastic. Toto nastavenie vám umožňuje posielať textové správy a zdieľať polohu medzi zariadeniami cez diaľkovú, nízkoenergetickú mesh sieť, vďaka čomu je ideálne na turistiku, kempovanie alebo núdzové situácie.

Použijeme niekoľko účelových puzdier od spoločnosti Meshnology—N30, N32 a N35—, ktoré obsahujú dosku Heltec a batérie s kapacitou od 1100 mAh do 3000 mAh na predĺžené používanie v teréne. Všetok potrebný hardvér, softvér a partnerské odkazy nájdete na stránke so zdrojmi uvedenej pod týmto videom.

Ako to funguje: Vysvetlenie technológií LoRa a Meshtastic

Tento projekt sa spolieha na dve kľúčové technológie na dosiahnutie diaľkovej, off-grid komunikácie, ako je vysvetlené v 01:43 vo videu.

• LoRa (Long Range): Toto je rádiová technológia, ktorá umožňuje prenos dát na veľké vzdialenosti s veľmi nízkou spotrebou energie. Funguje na nelicencovaných frekvenčných pásmach (napr. 915 MHz v USA), takže nie sú potrebné žiadne poplatky ani predplatné.
• Meshtastic: Toto je open-source projekt, ktorý vytvára decentralizovanú, šifrovanú mesh sieť pomocou lacných LoRa rádií. V mesh sieti môže každé zariadenie preposielať správy pre iné zariadenia, čím automaticky rozširuje dosah celej siete.

Proces komunikácie je jednoduchý, ale výkonný: napíšete správu v aplikácii Meshtastic na svojom telefóne. Aplikácia odošle správu cez Bluetooth do vášho spárovaného zariadenia Heltec LoRa. Toto zariadenie potom odošle správu cez sieť LoRa. Akékoľvek iné zariadenie v dosahu prijme správu LoRa a prepošle ju cez Bluetooth do svojho spárovaného telefónu, kde sa zobrazí v aplikácii.

Krok 1: Nahranie firmvéru Meshtastic

Predtým, ako môžete použiť svoj modul Heltec, musíte nainštalovať firmvér Meshtastic. Najjednoduchší spôsob je použiť oficiálny webový nástroj na nahrávanie, ako je ukázané v 09:26.

1. Pripojte svoje zariadenie Heltec WiFi LoRa 32 k počítaču cez USB.
2. Otvorte kompatibilný webový prehliadač (napr. Google Chrome alebo Edge) a prejdite na flasher.meshtastic.org.
3. Z rozbaľovacej ponuky vyberte svoje zariadenie. Môžete filtrovať podľa „Heltec", aby ste ľahko našli model „Heltec Wireless Stick V3" alebo podobný.
4. Z ďalšej rozbaľovacej ponuky vyberte najnovšiu stabilnú verziu firmvéru.
5. Kliknite na tlačidlo „Flash". Zobrazí sa kontextové okno so žiadosťou o výber COM portu pre vaše zariadenie. Vyberte ho a kliknite na pripojiť. Dôrazne sa odporúča zvoliť možnosť „Erase and install", aby sa zabezpečila čistá inštalácia.
6. Nástroj automaticky vymaže starý firmvér a nainštaluje Meshtastic. Po dokončení sa zariadenie reštartuje a na jeho OLED displeji sa zobrazí úvodná obrazovka Meshtastic.

Krok 2: Inštalácia a nastavenie aplikácie Meshtastic

Aplikácia Meshtastic je vaším veliteľským centrom na odosielanie správ a konfiguráciu zariadení. Proces inštalácie začína v 12:48.

1. Prejdite do Google Play Store alebo Apple App Store na svojom smartfóne a vyhľadajte „Meshtastic".
2. Nainštalujte a otvorte aplikáciu. Úvodné uvítacie obrazovky môžete preskočiť.
3. Aplikácia vyžaduje povolenia na Bluetooth a polohu, preto ich pri výzve udeľte.
4. S otvorenou aplikáciou ste pripravení spárovať svoje prvé zariadenie LoRa.

Krok 3: Párovanie a konfigurácia zariadenia

Na odosielanie správ musíte spárovať svoje zariadenie LoRa s aplikáciou cez Bluetooth. Tento kľúčový krok je pokrytý v 13:38.

1. V aplikácii Meshtastic klepnite na ikonu Bluetooth alebo tlačidlo „scan" na vyhľadanie blízkych zariadení.
2. Vaše zariadenie Heltec by sa malo zobraziť v zozname s názvom ako „Meshtastic_XXXX". Klepnite naň.
3. Na telefóne sa zobrazí žiadosť o párovanie a na OLED obrazovke zariadenia Heltec sa zobrazí 6-miestny potvrdzovací kód. Zadajte tento kód do aplikácie na dokončenie párovania.
4. Po spárovaní sa aplikácia pripojí a načíta konfiguráciu zariadenia. Najdôležitejším prvým krokom je nastavenie regiónu. Prejdite do nastavení zariadenia, nájdite ponuku „LoRa" alebo „Radio Configuration" a vyberte svoj región (napr. „United States"). Tým sa nastaví správna frekvencia pre vašu oblasť. Zariadenie sa po uložení tohto nastavenia reštartuje.
5. Môžete tiež prejsť do nastavení „User" a dať svojmu zariadeniu jedinečný názov, čo uľahčí jeho identifikáciu v sieti.

Krok 4 (voliteľný): Pokročilá konfigurácia cez webového klienta

Pre pokročilejších používateľov ponúka Meshtastic výkonného webového klienta na konfiguráciu, dostupného na client.meshtastic.org. Ako je ukázané v 06:02, môžete pripojiť svoje zariadenie cez USB a použiť toto rozhranie na zobrazenie mapy všetkých uzlov vo vašej mesh sieti, zobrazenie podrobných štatistík zariadenia a doladenie pokročilých nastavení, ako je vysielací výkon LoRa, na vyváženie dosahu a výdrže batérie.

Odoslanie prvej správy

S nakonfigurovanými zariadeniami ste pripravení komunikovať! Tento proces je demonštrovaný v 18:50.

• V aplikácii Meshtastic prejdite na kartu „Chat" alebo „Správy".
• Všetky správy sa odosielajú na kanáli. V predvolenom nastavení je každý na primárnom kanáli, ale môžete vytvoriť aj súkromné, šifrované kanály.
• Jednoducho napíšte svoju správu do textového poľa a stlačte odoslať. Správa sa odošle cez Bluetooth do vášho zariadenia LoRa, ktoré ju potom vysiela cez mesh sieť.
• O niekoľko sekúnd sa správa zobrazí v aplikácii každého iného používateľa na vašom kanáli, ako aj na OLED obrazovkách ich zariadení LoRa.

Ako video demonštruje, tento systém funguje bezchybne a umožňuje súčasnú komunikáciu medzi viacerými rôznymi typmi zariadení Meshtastic. Test v reálnom teréne o 19:58 potvrdzuje úspešnú komunikáciu na vzdialenosť 1,5 km, pričom základná technológia je overená na oveľa väčšie vzdialenosti.

Kapitoly videa

• 00:00 - Úvod do projektu
• 01:43 - Čo sú LoRa a Meshtastic?
• 02:40 - Prehľad hardvéru
• 05:02 - Prehľad softvéru a nástrojov
• 09:26 - Nahrávanie firmvéru pomocou flasher.meshtastic.org
• 12:48 - Inštalácia aplikácie Meshtastic
• 13:38 - Párovanie zariadenia cez Bluetooth
• 15:07 - Konfigurácia nastavení zariadenia (región a názov)
• 18:50 - Živá laboratórna demonštrácia: Odosielanie správ
• 19:58 - Test v reálnom teréne (1,5 km)