WisBlock 液压监测应用指南

本教程主要介绍RAK WisBlock 液压监测传感器模块从组装到连接至RAK 网关内置服务器的应用示例。

前期准备

#硬件

• WisBlock Base（本示例使用RAK5005-O）
• WisBlock Core（本示例使用RAK4631）
• WisBlock IO（本示例使用RAK5801）
• SUP-P300 液压传感器（输出4~20mA）
• LoRa天线（本示例使用CN470频段）
• USB连接线
• 网关（网关频段需与传感器模块频段一致，本示例使用RAK7268C网关，频段CN470）

#软件

ArduinoIDE

 

硬件安装

本章节介绍WisBlock 模块的组装过程。

#LoRa天线安装

1、将LoRa天线接口对准并放置在RAK4631模块的LoRa天线接口搭接处。

Figure 1: 安装LoRa天线

 

2、轻轻按压LoRa天线接口，将LoRa天线安装到RAK4631上。

#WisBlock Core安装

1、将RAK4631模块上的连接器插头对准RAK5005-O CUP插槽上的连接器插座。保持连接器间平行，将其轻放在插座连接器相应的搭接处。

Figure 2: 安装RAK4631

 

2、平行按压均匀施力，听到扣合声音后，扣压完成。

3、完成后，使用螺钉将模块固定在RAK5005-O上。

#WisBlock IO安装

1、将RAK5801传感器模块上的连接器插头对准RAK5005-O IO插槽上的连接器插座。保持连接器间平行，将其轻放在插座连接器相应的搭接处。

Figure 3: 安装WisBlock IO模块

 

2、平行按压均匀施力，听到扣合声音后，扣压完成。

3、完成后，使用螺钉将模块固定在RAK5005-O上。

#SUP-P300液压传感器安装

RAK5801采用快速压接端子连接器以简化和确保现场接线过程。快速压接端子可支持20 AWG~24 AWG线宽的电缆。通常剥线长度约为6~7 mm。

1、将RAK5801上压接端子的弹簧头按下并稳稳地保持住。

2、将SUP-P300液压传感器的信号电缆（绿色）和电源电缆（红色）剥线线缆头分别插入到对应的连接器孔中。

Figure 4: 传感器线缆连接到RAK5801压接端子示意图

 

3、插入后，松开弹簧头，完成压接过程。

所有硬件安装后，如下图所示。

Figure 5: 液压传感器模块组装

 

软件配置

本章节介绍WisBlock 液压传感器模块的软件配置。

#Arduino IDE中安装板支持包

#Arduino IDE的下载

使用Arduino IDE对WisBlock进行编码和编程。如果您还未安装Arduino IDE，可在Arduino官网中下载。

 

警告：如果您所使用的操作系统为Windows 10：
请勿从Microsoft应用商店中安装Arduino IDE。请从Arduino官网中安装原始的Arduino IDE。Microsoft应用商店中的Arduino应用在使用第三方板支持包时存在问题。

 

如下图所示，可以看到Arduino IDE当前版本为V1.8.16。Windows、Linux和Mac OS X都有多个可用版本，选择正确的Arduino IDE版本并下载。

Figure 6: Arduino IDE 版本示意图

 

#Arduino IDE的安装

#Windows中的安装

在Windows PC中安装已下载的Arduino IDE。

1、单击“I Agree”。

Figure 7: Arduino安装许可协议

 

2、单击“Next”。

Figure 8: Arduino安装选项

 

3、单击“Install”。

Figure 9: Arduino IDE安装路径

 

Figure 10: Arduino IDE安装中

 

进度为100%后，Arduino IDE已成功安装，单击“Close”，退出安装过程。

Figure 11: 成功安装

 

#Linux中的安装

在Linux中，没有安装过程。只是一个解压过程，然后就能够成功打开Arduino IDE 。

 

#Mac OS X中的安装

在Mac OS X中，与Linux相同，没有安装过程。只是一个解压过程，然后就能够成功打开Arduino IDE 。

 

#Arduino IDE上的配置

Arduino IDE安装成功后。需要对Arduino IDE进行一些配置以便后续对WisBlock组装模块进行相关配置。

1、打开Arduino IDE。

2、进入“文件 > 首选项”。

Figure 12: 首选项

 

3、单击图中图标，编辑“附加开发板管理器网址”，将WisBlock Core添加到Arduino板列表中。

Figure 13: 修改附加开发板管理器网址

 

4、复制此URLhttps://raw.githubusercontent.com/RAKwireless/RAKwireless-Arduino-BSP-Index/main/package_rakwireless_index.json并粘贴至下图所示区域。如果已存在其他链接，将上述链接粘贴至新的一行。完成后，单击“好”。

Figure 14: 添加RAKwireless WisBlock Core BSP

 

注意：

如果您使用的是Linux，需要通过“pip”安装“adafruit-nrfutil”。

sudo pip3 install adafruit-nrfutil 或 pip3 install --user adafruit-nrfutil

 

5、重启Arduino IDE。

6、在“工具”菜单中打开“开发板管理”。

Figure 15: 打开开发板管理

 

7、如下图所示，在搜索栏中键入“RAK”。将会显示出可添加到Arduino板列表中的可用RAKwireless WisBlock Core。选择以下板支持包以及相应的版本，并单击“安装”板支持包。

Figure 16: 安装WisBlock Core

 

#烧录程序

1、将组装的WisBlock传感器模块使用USB连接线连接到PC上。

2、在Arduino IDE中，根据下图所示，选择WisBlock Core RAK4631板。

Figure 17: 选择WisBlock Core RAK4631板

 

3、根据下图所示，选择示例项目。

Figure 18: 选择示例代码

 

4、打开示例代码后，双击图中链接，安装示例代码中所需的代码库。

Figure 19: 安装所需代码库

 

5、修改示例代码中的频段区域，本示例使用的为CN470。

Figure 20: 修改频段

 

6、完成后，如下图所示，选择正确的串口并单击图中上传图标上传代码。

Figure 21: 选择端口号

 

连接到RAK网关内置服务器

#前提条件

• 传感器模块在LoRaWAN®网关覆盖范围之内。
• 已登录商业网关。
• 已在网关Web页面“LoRa Network > Network Settings”中设置网关"Mode"为“Network Server”，即表示使用网关内置服务器。

Figure 22: 网关设置为内置服务器模式

 

• 已在网关Web页面“Channel Plan”上配置需要的"Region"。本示例中频段为CN470，通道为80-87。

Figure 23: 选择频段和通道

 

#创建应用并添加节点

1、在左侧导航树选择“LoRa Network > Application”。

2、输入应用名称，选择“Type 1 : Unified Application Key”，单击“Add”。

Figure 24: 选择频段和通道

 

3、设置应用参数。

Figure 25: 设置应用参数

 

其中“Application EUI”和“Application Key”参数，从液压传感器示例代码中获取：

Figure 26: 获取“Application EUI”和“Application Key”参数

 

注意：

• 示例中使用的是OTAA加网方式，所以选用的是"OTAA keys"相关参数，根据实际选择“OTAA”或“ABP”参数。
• Application EUI：在传感器示例代码中获取，切记需要删除各个数字前的“0x”以及“，”。
• Application Key：在传感器示例代码中获取，切记需要删除各个数字前的“0x”以及“，”。

 

4、单击“Save & Apply”。

5、单击新建应用后面的"Edit"，进入应用编辑页面。添加节点并设置如下参数，然后单击"Save & Apply"保存配置。

Figure 27: 添加节点

 

其中“Device EUI”参数，从液压传感器示例代码中获取：

Figure 28: 获取设备EUI值

 

注意：

• 示例中使用的是OTAA加网方式，所以选用的是"OTAA keys"相关参数，根据实际选择“OTAA”或“ABP”参数。
• Device EUI：在传感器示例代码中获取，切记需要删除各个数字前的“0x”以及“，”。

 

6、查看液压传感器模块日志以及RAK网关接收的上行数据。

液压传感器模块日志：

1、网关内置服务器侧设置完成后，液压传感器模块将自动加入网络。

2、打开“工具>串口监视器”，可以到如下信息，表示该WisBlock 传感器模块已入网成功，并开始上传数据。

Figure 29: 传感器模块日志

 

网关中上行实时数据查看：

1、进入“LoRa Network > Application”。

2、单击应用的“Edit”操作，进入应用设备界面。

3、单击所选设备的设备名称或设备EUI链接，进入设备详情页面。

4、单击进入“Live Device Data”页面，可查看实时上行数据。

Figure 30: 网关接收的上行数据

 

RAK网关内置LoRaWan®服务器接收到的液压传感器数据为十六进制，数据格式：04 P1 P2。

字节1	字节2	字节3
04	P1	P2

• 字节1是数据类型标识，此处始终为04。
• 字节2和字节3（即P1P2）表示所监测的压力值。

 

如本示例中网关接收到的液压传感器数据：04 00 60。其中04为数据类型标识，0060为压力数据，将该十六进制数据换算成十进制数据为96，即压力值为96kPa。