Ketika membangun aplikasi sensor bertenaga baterai terdistribusi yang bergantung pada transmisi jarak jauh dari sejumlah kecil data, tiga persyaratan inti harus dipenuhi: komponen daya ultra rendah,Keandalan dalam lingkungan yang tidak terkendali, dan arsitektur yang relatif sederhana dan dapat diskalakan. Hal ini membuat LoRaWAN (Long Range Wide Area Network) pilihan yang ideal untuk skenario seperti bangunan pintar, lingkungan kampus, ritel,dan pemantauan industri.
Aplikasi LoRaWAN memiliki jangkauan transmisi beberapa mil, daya tahan baterai beberapa tahun, dan keuntungan biaya efektif.Komunikasi LoRaWAN dapat mencakup peternakan atau pabrik melalui satu gerbang tanpa perlu seluler, Wi-Fi, atau jaringan mesh routing.
Pada tahun 2015, dengan dukungan dari LoRa Alliance, LoRaWAN secara resmi didirikan sebagai lapisan MAC terbuka dan arsitektur jaringan.protokol dan arsitektur jaringan nirkabel bertenaga rendah yang lebih baik daripada solusi alternatif seperti IoT seluler, Wi-Fi, BLE, Zigbee, Thread, dan radio sub GHz milik dalam hal skalabilitas, kesederhanaan, dan interoperabilitas.
Aliansi kolaborasi antara Digi dan SparkFun diharapkan akan mempercepat proses dari konseptual konsep hingga penyebaran aktual.Aliansi ini mengintegrasikan Digi's X-ON edge to cloud IoT platform dengan perangkat keras SparkFun, serta mikrokontroler Raspberry Pi.
Secara khusus, desainer dapat memanfaatkan papan pengembangan SparkFun 26060 IoT Node (Gambar 1), yang memiliki built-in Digi XBee LR wireless transceiver module dan Raspberry Pi 2350A yang kuat.
Gambar 1: SparkFun 26060 IoT Node dilengkapi dengan built-in Digi XBee transceiver, yang memungkinkan koneksi ke platform cloud Digi X-On. (sumber gambar: SparkFun)
Modul ini secara otomatis terhubung ke platform IoT cloud Digi X-ON melalui gateway Digi HX15 LoRaWAN (Gambar 2).Gateway ini dapat dibeli secara terpisah atau disediakan sebagai bagian dari kit SparkFun 27213 Digi X-ON (versi Amerika Utara).
Gambar 2: Gateway HX15 Digi menyediakan antarmuka data untuk sensor LoRaWAN dan dapat terhubung ke platform cloud Digi X-ON melalui Ethernet atau jaringan LTE opsional. (Sumber gambar:Digi Internasional)
Ekosistem SparkFun Qwiic Connect sangat menyederhanakan proses ekspansi perangkat keras dengan perpustakaan yang terus berkembang dari lebih dari 100 sensor, aktuator, dan tampilan plug and play.Semua komponen sistem saling terhubung melalui antarmuka I 2 C universal dan konektor JST 4-pin standar. Node IoT SparkFun dilengkapi dengan firmware yang sudah dikompilasi sebelumnya yang secara otomatis mendeteksi sensor SparkFun Qwiic yang terhubung dan menyiarkan data melalui LoRaWAN menggunakan modul Digi XBee LR.Modul ini terhubung ke gerbang HX15 dan mendorong data ke platform cloud Digi X-ON melalui Ethernet atau LTE opsional. Digi X-ON memiliki kemampuan transmisi terenkripsi dari gateway ke cloud, kontrol akses pengguna yang aman, dan kemampuan manajemen metadata tingkat perangkat.
Untuk desainer, tidak perlu mengatur gateway atau mendaftar LoRaWAN. Mereka dapat memanfaatkan fungsi akses sensor konfigurasi nol untuk mencapai aliran data siap awan dari node ke awan,tanpa perlu konfigurasi pengguna, pengkodean, atau pengaturan proxy MQTT sepanjang proses.atau pekerjaan penyebaran hampir tanpa (jika perlu) mengandalkan keahlian LoRa atau teknologi cloud.
Desainer dapat menyesuaikan tingkat pengambilan sampel, menambahkan dukungan untuk lebih banyak sensor Qwiic, atau menyesuaikan format muatan tanpa mulai dari awal.Platform Digi X-ON menyediakan tampilan terpusat dari semua node yang digunakan, pelacakan waktu berjalan, daya tahan baterai, kualitas sinyal, dan riwayat koneksi - semua indikator kunci untuk pemecahan masalah dan mengoptimalkan jaringan sensor terdistribusi.
Fleksibilitas alur kerja
RP2350 memberikan fleksibilitas alur kerja yang unik bagi desainer produk, mendukung pengembangan aplikasi berdasarkan Arduino, MicroPython, dan C / C ++ ((menggunakan Pico SDK).Karena kompatibilitas dengan ketiga lingkungan pengembangan, SparkFun IoT Node menyediakan desainer dengan pilihan yang luas dan fleksibilitas,memungkinkan alur kerja sesuai dengan keterampilan profesional mereka - dari drag and drop scripting di Python untuk pengembangan kode C dioptimalkan menggunakan akselerasi perangkat keras.
Desainer dapat dengan cepat mengembangkan prototipe aplikasi di MicroPython, menguji sensor yang kompatibel Qwiic di lingkungan real-time, atau menyesuaikan interval sampling.mereka dapat dengan mulus transisi ke Arduino atau murni C ++ lingkungan untuk mengoptimalkan konsumsi daya, penggunaan memori, atau kinerja I/O. SparkFun juga menawarkan gambar MicroPython yang sudah dikompilasi khusus untuk modul IoT.
Setelah perangkat IoT mulai mengirim data, X-ON akan menyediakan dasbor untuk memantau pembacaan sensor, memeriksa status perangkat, dan bahkan secara jarak jauh mendorong pembaruan firmware.Desainer produk dapat terus meningkatkan desain mereka tanpa kontak langsung dengan peralatan.
Solusi kolaboratif ini memberikan solusi yang ideal untuk pengujian aplikasi di tempat atau skala proyek percontohan sistem sensor bertenaga baterai terdistribusi.,Arsitektur cloud aman dari Digi X-ON, dan tumpukan firmware yang dikonfigurasi secara otomatis dapat mengurangi kesulitan implementasi dari laboratorium hingga penyebaran di lokasi.Desainer dapat melakukan uji coba aplikasi berdasarkan data sensor aktual di lingkungan nyata, dan kemudian hanya mereplikasi konfigurasi node dan gateway untuk mencapai skalabilitas tanpa perlu pengembangan firmware atau integrasi cloud.
Modul IoT SparkFun berdasarkan RP2350, platform X-ON Digi, dan ekosistem mikrokontroler fleksibel Raspberry Pi menyediakan jalur sederhana yang unik dari prototipe hingga penyebaran.Apakah menguji sensor baru, memverifikasi jangkauan transmisi LoRaWAN, atau mengoptimalkan konsumsi daya, kombinasi ini dapat mendukung eksplorasi eksperimental sambil memenuhi persyaratan ketat desain siap produksi.
Dengan memanfaatkan perangkat keras terbuka dan koneksi standar, desainer dapat memastikan bahwa proyek IoT mereka memiliki kemampuan beradaptasi dan daya tahan yang baik selama proses pengembangan.Seiring perkembangan kebutuhan proyek, aplikasi yang dibangun di platform ini juga dapat mempertahankan portabilitas dan fleksibilitas yang lebih kuat.