如何利用Lora实现迷你气象站的设计
本文介绍的是一个基于 lora 的迷你气象站，通过 ttn 和 cayenne lpp 测量温度、湿度、压力和风向。
使用此b-l072z-lrwan1板与 stm 的 mems-sensor arduino shield x-nucleo-iks01a1或x-nucleo-iks01a2结合使用，您可以将无线物联网与温度、压力、湿度和磁传感器等简单传感器相结合。该项目使用the things network和 cayenne lpp对演示固件进行了改编，以构建 windvane 气象站。
除了 3d 打印机、pcb 演示板和完整的工具集之外，还有一个额外的要求是一些金属结构硬件，以使其轻松旋转：一个 28/15 毫米的轴承粘在 20 厘米长的杆（m8 杆）上。
一些显示 20 公里以上范围的简单 lora 模块测试：linkedin。
1.设置stm工具和固件
访问 stm 网站并下载lorawan和stm 开放式开发环境sw4stm32（基于 eclipse）。
安装 sw4stm32 （eclipse） 并可选安装 lorawan 软件 （stm32cubeexpansion_lrwan_v1.1.0） 到一个新的工作区目录（不要更改目录结构的命名）。
从该项目下载新的 end_node 固件，并在工作空间中添加 lorawan 项目目录。（zip 文件包含完整的项目目录）：
《workspace》\stm32cubeexpansion_lrwan_vane1.1.0\projects\multi\applications\lora\end_node\。。.
《workspace》\stm32cubeexpansion_lrwan_vane2.1.0\projects\multi\applications\lora\end_node\。。.
启动.project文件。位置：。。\end_node\sw4stm32\b-l072z-lrwan1\mlm32l07x01\.project。查看 eclipse 中的代码
下一步设置 lora 网络信息（通过 ttn）。
2. 获取你的 lora-board 的设备 eui
b-l072z-lrwan1配备了 murata 模块，其中包含 semtech lora radio 和 smt32l0 mcu。此无线电有一个唯一的设备标识符，称为 ［设备 eui］。该板出厂时配备了固件，可通过虚拟 com 端口显示设备 eui。因此，通过 usb 连接您的 loraboard 并打开像 putty 或 teraterminal 这样的终端（115200 波特率，8 位 1 停止位，noparity，flowctrl xonxoff）。
如果您没有找到正确的 com 端口，请检查系统上的设备管理器并查找 st-link virtual comport。你会看到这样的东西：
复制并保存deveui十六进制代码，您在 ttn 需要它。appeui 和 appkey 也将通过 ttn 获取。
3. 设置你的 ttn 应用程序和设备
前往ttn并打开或设置您的帐户。转到您的控制台并启动一个使用otaa（无线激活）的新应用程序。ttn 将发出一个application eui，复制此十六进制代码。在您的应用程序中创建一个新设备。这需要上一节的 deveui。ttn 还将生成一个名为application key的安全密钥，因此也复制它。它在您的设备概览中显示如下内容：
您可以点击眼睛图标使 app key 可见。同时还可以使用 ‘《》’ 更改十六进制代码样式 - 将其复制到 c 代码中。
4. 定制你的 lora 应用程序 c 代码：comissioning.h
现在要使设备中的固件对 ttn 应用程序唯一，您需要调整 otaa lora id 的设置。转到comissioning.h包含文件，并使用上一节中的 ttn 数据更改lorawan_application_eui和lorawan_application_key的十六进制代码。lorawan_device_eui由软件读取，无需更改。
保存文件并编译整个项目。进入debug目录，将.bin文件复制到临时驱动器（插入lora板时st-link会自动生成外置驱动器，将.bin文件复制到这里）。板上的 st-link 控制器将刷写 stm32l0 mcu 并重启板子。
备注：使用 iks01a2 版本的 mems-shield，但这需要一些软件库适应，因为它在屏蔽上使用不同的压力传感器。从物理上讲，它适合相同的外壳/外壳。
5. lora windvane 应用程序运行
闪烁后b-l072z-lrwan1板复位并开始运行。您可以通过按下黑色重置按钮来重置电路板手册。
打开终端连接并观察控制台。固件将在开始校准时首先声明。这是用于磁传感器计算将操作值转换为正确方向角所需的最大值-最小值。校准期间，blueled 闪烁 10 秒。将电路板放在平坦的位置（xy 平面），然后朝南北方向转动一下，稍等片刻。10 秒后，它被校准，控制台显示 otaa 活动并给出状态。
如果您离ttn网关足够近，则该板将加入，并且您的信息每 10 秒发送一次。这 10 秒用于测试，在实际情况下，您应该将main.c中的app_tx_dutycycle更改为 15 分钟左右的值（值以毫秒为单位设置）。终端监视器会在屏幕上转储一些数据的计算值 - 仅用于验证目的。
如果不想看到这些数据，可以设置定义的编译器变量：verbose_enabled 。
6. ttn 控制台 - cayenne lpp 格式
将板子加入 ttn 网络后，你可以在 ttn 控制台中看到设备数据（数据部分）。数据以一系列字节的突发形式出现。此信息以cayenne lpp 格式设置：［channel］［type］［data］。在 main.c 中，你可以找到loratxdata（） 实现这一点的函数。
现在你可以在 ttn 中将载荷格式预设为 cayenne lpp，ttn 会显示转换后的数据。它看起来像这样：
有效载荷被翻译成可识别的字段。
关于此应用的一些说明： 风向不是常见的 lpp 类型，因此风角通过模拟输入 5（lpp 通道 5）传递。其他信息：
analog_in_5 是风向角（0 是北，90 东，180 南等）
analog_in_3 是以 % 为单位的电池状态
digital_out_6 是蓝色 led 的状态（开/关）
gps_4是固定坐标，可以在代码中修改。
有效载荷字段的其他名称同名
备注：lpp 信道与 ttn 信道无关，用于与 ttn 网关进行上行和下行通信；可以通过 ttn-application channel 2： 01h 或 00h 向 lora board 发送下行链路信息，以打开或关闭蓝色 led。
7. cayenne 应用程序和控制台
要将此信息从 ttn 推送到您的cayenne 控制台，必须将 ttn 中的“集成”设置为“cayenne”，并在您的cayenne项目中使用设备 eui ：
创建一个项目
选择“lora” -》 the things network -》 cayenne lpp 作为设备：
设置项目后，您可以查看接收到的数据字段，并选择您希望以何种格式查看控制台，包括随时间变化的数据、图表、仪表等。此外，您应该可以在手机上使用卡宴应用程序。
8. 电池操作
对于电池操作，b-l072z-lrwan1板配备了 3xaaa 电池座。为了使电池正常工作，需要关闭板上的 st-link 控制器并断开复位连接。通过电池供电不给 st-link 控制器供电，但复位仍然影响 mcu 复位，因此需要断开此连接。
这可以通过移除sb37 连接来完成。不过，这不是跳线选项，因此你必须拆下非常小的零欧姆电阻（0603）。sb37 位于电路板的背面。
还需要取下sb18存根，这样电池就不会被红色电源 led 耗尽。
9. 3d 打印外壳
共有三个 3d 打印外壳支持b-l072z-lrwan1 + x-nucleo-iks01a1防护罩。
可以在thingiverse上找到用于打印外壳的 stl 文件。制作了3个版本：
v1 ： 前后插针连接的紧壳
v2 ： 较大的外壳带有滑入式边缘，使其更紧密。
v3 ：与v2相同，但进气口在前，出风口在后。
v3 可以更好地测量湿度和温度，因为在太阳直射的环境下，外壳会升温，而在冷却时，湿气可能会被锁在外壳中。
提示：最好使用 abs 塑料或 polymaker 的 pc-max 等特殊塑料进行打印。为防止连接部件（正面和背面）翘曲，最好的结果是使用筏板和支撑装置，打印鼻子向下（或底部向下）：
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除了 3d 打印机、pcb 演示板和完整的工具集之外，还有一个额外的要求是一些金属结构硬件，以使其轻松旋转：一个 28/15 毫米的轴承粘在 20 厘米长的杆（m8 杆）上。
一些显示 20 公里以上范围的简单 lora 模块测试：linkedin。
1.设置stm工具和固件
访问 stm 网站并下载lorawan和stm 开放式开发环境sw4stm32（基于 eclipse）。
安装 sw4stm32 （eclipse） 并可选安装 lorawan 软件 （stm32cubeexpansion_lrwan_v1.1.0） 到一个新的工作区目录（不要更改目录结构的命名）。
从该项目下载新的 end_node 固件，并在工作空间中添加 lorawan 项目目录。（zip 文件包含完整的项目目录）：
《workspace》\stm32cubeexpansion_lrwan_vane1.1.0\projects\multi\applications\lora\end_node\。。.
《workspace》\stm32cubeexpansion_lrwan_vane2.1.0\projects\multi\applications\lora\end_node\。。.
启动.project文件。位置：。。\end_node\sw4stm32\b-l072z-lrwan1\mlm32l07x01\.project。查看 eclipse 中的代码
下一步设置 lora 网络信息（通过 ttn）。
2. 获取你的 lora-board 的设备 eui
b-l072z-lrwan1配备了 murata 模块，其中包含 semtech lora radio 和 smt32l0 mcu。此无线电有一个唯一的设备标识符，称为 ［设备 eui］。该板出厂时配备了固件，可通过虚拟 com 端口显示设备 eui。因此，通过 usb 连接您的 loraboard 并打开像 putty 或 teraterminal 这样的终端（115200 波特率，8 位 1 停止位，noparity，flowctrl xonxoff）。
如果您没有找到正确的 com 端口，请检查系统上的设备管理器并查找 st-link virtual comport。你会看到这样的东西：
复制并保存deveui十六进制代码，您在 ttn 需要它。appeui 和 appkey 也将通过 ttn 获取。
3. 设置你的 ttn 应用程序和设备
前往ttn并打开或设置您的帐户。转到您的控制台并启动一个使用otaa（无线激活）的新应用程序。ttn 将发出一个application eui，复制此十六进制代码。在您的应用程序中创建一个新设备。这需要上一节的 deveui。ttn 还将生成一个名为application key的安全密钥，因此也复制它。它在您的设备概览中显示如下内容：
您可以点击眼睛图标使 app key 可见。同时还可以使用 ‘《》’ 更改十六进制代码样式 - 将其复制到 c 代码中。
4. 定制你的 lora 应用程序 c 代码：comissioning.h
现在要使设备中的固件对 ttn 应用程序唯一，您需要调整 otaa lora id 的设置。转到comissioning.h包含文件，并使用上一节中的 ttn 数据更改lorawan_application_eui和lorawan_application_key的十六进制代码。lorawan_device_eui由软件读取，无需更改。
保存文件并编译整个项目。进入debug目录，将.bin文件复制到临时驱动器（插入lora板时st-link会自动生成外置驱动器，将.bin文件复制到这里）。板上的 st-link 控制器将刷写 stm32l0 mcu 并重启板子。
备注：使用 iks01a2 版本的 mems-shield，但这需要一些软件库适应，因为它在屏蔽上使用不同的压力传感器。从物理上讲，它适合相同的外壳/外壳。
5. lora windvane 应用程序运行
闪烁后b-l072z-lrwan1板复位并开始运行。您可以通过按下黑色重置按钮来重置电路板手册。
打开终端连接并观察控制台。固件将在开始校准时首先声明。这是用于磁传感器计算将操作值转换为正确方向角所需的最大值-最小值。校准期间，blueled 闪烁 10 秒。将电路板放在平坦的位置（xy 平面），然后朝南北方向转动一下，稍等片刻。10 秒后，它被校准，控制台显示 otaa 活动并给出状态。
如果您离ttn网关足够近，则该板将加入，并且您的信息每 10 秒发送一次。这 10 秒用于测试，在实际情况下，您应该将main.c中的app_tx_dutycycle更改为 15 分钟左右的值（值以毫秒为单位设置）。终端监视器会在屏幕上转储一些数据的计算值 - 仅用于验证目的。
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现在你可以在 ttn 中将载荷格式预设为 cayenne lpp，ttn 会显示转换后的数据。它看起来像这样：
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analog_in_3 是以 % 为单位的电池状态
digital_out_6 是蓝色 led 的状态（开/关）
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备注：lpp 信道与 ttn 信道无关，用于与 ttn 网关进行上行和下行通信；可以通过 ttn-application channel 2： 01h 或 00h 向 lora board 发送下行链路信息，以打开或关闭蓝色 led。
7. cayenne 应用程序和控制台
要将此信息从 ttn 推送到您的cayenne 控制台，必须将 ttn 中的“集成”设置为“cayenne”，并在您的cayenne项目中使用设备 eui ：
创建一个项目
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设置项目后，您可以查看接收到的数据字段，并选择您希望以何种格式查看控制台，包括随时间变化的数据、图表、仪表等。此外，您应该可以在手机上使用卡宴应用程序。
8. 电池操作
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v1 ： 前后插针连接的紧壳
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v3 ：与v2相同，但进气口在前，出风口在后。
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