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nuovo progetto sensori gateway pi con end device raspberry pico e lorawan

Nuovo progetto gateway Lorawan con Raspberry Pi + End device con pico e sensori
#1
Buongiorno, 
siccome il mio precedente progetto è diventato un prototipo e naviga dritto nonostante l'ambiente di serra in questi giorni sia veramente estremo mi piacerebbe realizzare un altro progetto.
L'idea è questa usare un Raspberry Pi3 per creare una gateway LoraWan che riceve i dati da una rete di sensori collegati a dei Raspberry Pico che fungano da end device. 



Sono a zero con Pico, con TTN, le reti Lora etc. so solo che userei i sensori sugli end device come SoliWatc10 che sta funzionando molto bene e forse 1 BME280.


Su un manuale che sto leggendo sul tema non aggiornatissimo per trasformare il Raspeberry Pi in Gateway LoraWan consigliano Dragino Lora/GPS Hat. E' attuale tale strumentazione per raggiungere il mio scopo?

Mi sapreste dare una mano anche a cominciare dalla lista della spesa?

Al momento ho qualche Pico, 1 sensore SoilWatch10.  una scatola per 4 batterie ricaricabili 1.5 v. da collegare al Pico e penso anche un Raspberry Pi3.

Vi ringrazio anticipatamente per tutto

Saluti

LaPa
Risposta
#2
Pi3 + hat LoraWan come gateway e Pico (+ Rx/Tx) come front-end.
L'hat Dragino Lora/GPS è fermo come versione immagine al Febbraio 2022 ed utilizza l'SX1301 come "cuore" dell'hat. Attualmente sono presenti sul mercato Hat equipaggiati con SX1302/3 come , ad esempio, questo: https://www.waveshare.com/sx1302-868m-lo...?sku=22610.
Nelle descrizioni il Dragino può equipaggiare i Pi3 e i Pi4 mentre il Waweshare i Pi4 e Pi5. Volendo realizzare un nuovo progetto opterei per un Pi5, per potenza, in alternativa sul Pi4 per contenere gli assorbimenti di corrente.
Se desideri però utilizzare il Pi3 disponibile, il Dragino va bene anche se un pò datato. Curiosità, quale guida stai seguendo?
Realizzare dei front-end con dei Pico ai quali aggiungere i modulini Tx/Rx (tipo: https://www.amazon.it/sx1278/s?k=sx1278) è anche possibile verificando ( a mio avviso) l'economicità/tempisiche della realizazione.
Link alla descrizione del modulo Tx/Rx: https://semtech.my.salesforce.com/sfc/p/...i8HA5..Sbo
Link a front-end Pico+Tx/rx: https://www.waveshare.com/wiki/Pico-LoRa-SX1262
Risposta
#3
Grazie Ippogrifo,
ho già avuto da te molte informazioni per orientarmi. Il manuale che sto leggendo è "Capire e usare LoRa eLoraWan" di Pier Calderan. 
E' molto dettagliato ma è del 2019 fa degli esempi con Gateway usando Raspberry Pi 3 e Front-end (end-device) con Arduino. E poi è programmato in C e io vorrei usare Python e/o Micropython . 

I miei tempi di realizzazione sono lenti perché ci lavoro solo un po' la sera e non tutte le sere. Spererei di fare un prototipo per la prossima primavera in modo da poterlo usare per le colture ortive di pieno campo  che solitamente si trapiantano a maggio.

Mi piacerebbe puntare all'economicità visto che la configurazione minima prevede almeno 3 SoilWatch 10 e un BME280 che sono 4 Pico. 

Detto questo per il momento mi concentro sulla lista della spesa:

Per la parte del Gateway/Raspberry seguirei la logica di MoGreen senza la parte multimediale in pratica dovrà ricevere dati dai pico + inserirli in un foglio elettronico e poi inviarli ad un GoogleSheet che fa da cruscotto. 
Non penso ci voglia molta potenza di calcolo. Cioè il mio RPI3 se la cava bene per fare questo.

1) https://www.youtube.com/watch?v=cVuo3rgNrTM che comunque risale a 4 anni fa sembra usare un modulo RFM95W con antenna (sembra molto più economico) + RPI3 per il Gateway LoRa: che differenza c'è tra questo modulo e Drargino o gli Hat con SX1302/3?

2) se Dragino non è più attivo preferirei Hat con SX1302/3 e dunque un RPI4 almeno.

3) i 4 Pico visto che devono essere equipaggiati con modulini Rx/Tx possono anche essere senza wireless?


4) a proposito di moduli per trasmissione Rx/Tx per i Pico potrebbero andare bene questi

5) per alimentare i pico pensavo a semplici scatole da 2 batterie AA con interruttore. Cosa ne pensate è sufficiente per il mio progetto? Alternative?



grazie di tutto

Saluti

LaPa
Risposta
#4
Non penso che quanto desideri fare sia facimnte realizzabile. Lora e LoraWan sono sia sitemi di modulazione RF che protocolli di comunicazione. Il tutto nasce dall'end-devise e termina sul server dell'applicazione specifica. La parte multimediale, ovvero quella che gira sul server dell'applicazione, nulla ha a che fare con i processi/protocolli di comunicazione tra il gateway e il srver di comunicazione che gestice il tutto, decripta i dati degli end-devices successivamente inviati al server applicazione.
Il gateway è solo un "concentratore" tra gli end-devices e l'architettura superiore.
Risposta
#5
(07/07/2025, 14:24)ippogrifo Ha scritto: Non penso che quanto desideri fare sia facimnte realizzabile. Lora e LoraWan sono sia sitemi di modulazione RF che protocolli di comunicazione. Il tutto nasce dall'end-devise  e termina sul server dell'applicazione specifica. La parte multimediale, ovvero quella che gira sul server dell'applicazione, nulla ha a che fare con i processi/protocolli di comunicazione tra il gateway e il srver di comunicazione che gestice il tutto, decripta i dati degli end-devices successivamente inviati al server applicazione.
Il gateway è solo un "concentratore" tra gli end-devices e l'architettura superiore.

Io intendo trasferire dagli end device solo i dati dei 4 sensori al Raspberry via Lora. La parte multimedia del vecchio progetto non centra.
Risposta
#6
Era chiarissimo sin dall'inizio cosa volssi fare: utilizzare i Tx/Rx LoRa per comunicare a lunga distanza i dati dei sensori ad essi collegati e derivarne i dati dal gateway. Non è di tuo interesse la parte "multimedia", ovvero in un sistema LoraWan identificabile nel solo "server applicazione" (così come identificato strutturalmente nel sito di TTN/TTs). Quello che manca è il server di comunicazione/gestione della rete senza cui i nodi periferici ed il gateway sono sostanzialmente in stand-by in attesa di comunicazioni/controllo/comandi dal server stesso.
Derivare i dati dal solo gateway provenienti dai nodi periferici, una volta autenticati, non è (a mio avviso) una cosa semplicissima ma fattibile (come visto in rete anche se necessaria conoscenza dei vari protocolli di comunicazione scritti fondamentalmente in C).
Altra soluzione possibile è di utilizzare solo i nodi periferici, senza gateway quindi, per una comunicazione punto-punto. Cosa fattibilissima e già molto utilizzata. Una stazione diventa "master" e l'altra "slave". Come accennato è una soluzione punto-punto e non punto-multipoint. Per questo, oltre trovare soluzioni di comunicazione LoRa, dovresti implentare un protocollo di comunicazione "multi-point" ovvero un master che fa il polling con altre stazioni slave rispondenti ad indirizzi ben specificati nel protocollo. Una soluzione semplice è di utilizzare il protocollo Modbus/ASCII
anche semplificandolo.
Risposta
#7
Confesso di non aver capito quasi niente. Però prendo la parte ottimistica del discorso:
(08/07/2025, 13:48)ippogrifo Ha scritto: Altra soluzione possibile è di utilizzare solo i nodi periferici, senza gateway quindi, per una comunicazione punto-punto. Cosa fattibilissima e già molto utilizzata. Una stazione diventa "master" e l'altra "slave"

1) Il master può essere un Raspberry Pi?
2) gli slaves possono essere 4 Pico?
3) come comunicano tra loro (che Hardware saldo al master e agli slaves) ?
4) Che protocollo di comunicazione usare se gli slaves sono posizionati in un raggio di 1 o 2 Km. dal master?

Saluti

LaPa
Risposta
#8
1) Un raspberry pi potrebbe fare da master
2) Gli slaves potrebbero essere dei Pi Pico
3) Utilizzando dei moduli Tx/Rx euipaggiati con SX1262 (o simili) che utilizzano intrinsicamente una modulazione spread spectrum e che al momento della trasmissione dei dati hanno una potenza RF di 23-27 dBm (per chiarire la potenza RF, è scontato che le antenne abbiano impedenza di 50 ohms e che la potenza di riferimento sia 1 mW. In sintesi nel range indicato prima la potenza RF trasmessa sarà compresa tra 200 mW e 500 mW). E' comprensibile quindi la portata di Km in spazi aperti.
4) Protocollo di comunicazione tra master e slaves (non è importante la distanza, è solo un problema di potenza trasmessa e sensibilità ricevitore). Questo è il vero punto: per raspberry pi non c'è quasi niente (e quel poco è in C), mente per Arduino trovi un'enormità di info ed esempi + librerie (comunqu in C).
Vi sono, ovviamente, una moltitudine di prodotti commerciali LoRa punto-punto e punto-multipunto, ma credo non siano di tuo interesse.
Non mi sono mai interessato di Lora e LoraWan, ma l'argomento mi incuriosisce.
Risposta
#9
(10/07/2025, 13:36)ippogrifo Ha scritto: .........
Non mi sono mai interessato di Lora e LoraWan, ma l'argomento mi incuriosisce.

Grazie Ippogrifo per la tua risposta,

Ho trovato questo tutorial. 

Anche se è un po' datato è abbastanza dettagliato e usa RPI3b e Arduino collegati via LoRa con SX1278 433MHz LoRa Module. 
E' programmato in Python lato RPI e purtroppo , ovviamente, in C lato Arduino. 

Si potrebbe partire da qui e cercare quello che manca. 

Io nel frattempo faccio pratica con Pico, SoilWatch10 e BME280 che mica lo so fare. 

Ciao grazie
LaPa
Risposta
#10
Qui viene adoperato micropython su pi pico per stazioni Tx e Rx LoRa: https://www.youtube.com/watch?v=XV_J2V2Bvx4
Risposta
  


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