利用LoRa模块SX1278实现Arduino与树莓派的无线通信

无论是物联网、M2M还是工业4.0，LoRa都是最流行的无线通信媒介之一。LoRa网络日益普及，在世界各地都有许多LoRaWAN网络。它消耗非常低的功率，可以进行远程通信。以前我们使用LoRa进行Arduino到Arduino和ESP32到ESP32的通信。

在本教程中，我们将使用LoRa模块SX1278在树莓派和Arduino之间进行点对点通信。这里Arduino将作为发射器/服务器和树莓派作为接收器/客户端。一个DHT 11传感器连接到发送端，将温度和湿度数据发送到接收端。在接收端，树莓派将在卡宴仪表板上发布这些读数。

组件的要求

•树莓派4

•Arduino Uno

•SX1278 433MHz LoRa收发模块

•DHT11

线路图

LoRa发送器/服务器和接收器/客户端部分的电路图如下所示。在这个项目中，我们将使用LoRa SX1278模块将温度和湿度值从Arduino发送到树莓派。DHT11传感器连接到发送端，Arduino将从DHT11获取温度和湿度值，然后通过LoRa SX1278模块将其发送给树莓派。这些湿度和温度值将被上传到卡宴物联网平台，该平台可以通过互联网从世界任何地方进行监控。

发送部分- LoRa与Arduino UNO的接口

在发送端，Arduino UNO与LoRa模块和DHT11传感器接口。Arduino UNO与LoRa和DHT11的接口如下图所示。另外，请查看Arduino Uno与LoRa接口的详细说明。

LoRa模块由16个引脚组成，其中6个引脚是GPIO引脚，4个是接地引脚。这个LoRa模块工作在3.3V，因此LoRa上的3.3V引脚连接到Arduino UNO板上的3.3V引脚。下表给出了完整的连接。DHT11传感器连接到Arduino的A0引脚。

接收器部分-接口树莓派与LoRa模块

在接收端，Raspberry Pi用于从LoRa receiver获取数据并将其发送到Cayenne平台。

LoRa模块与树莓派之间的完整连接如下表所示。

LoRa通信的卡宴设置

卡宴是一个物联网平台，允许您控制微控制器。它还用于将任何传感器数据上传到卡宴云。在这里，来自DHT11传感器的温度和湿度数据将被上传到卡宴。

首先，登录/注册到你的Cayenne账户，然后进入Cayenne仪表盘，点击“添加新”，然后点击“设备/小部件”。

之后，向下滚动并点击“带你自己的东西”。

将出现一个显示设备详细信息的窗口。复制这些细节;它将在python代码中使用。

基于LoRa通信的Arduino编程

Arduino和Raspberry Pi之间的通信使用Radiohead库。这个库可以从这里下载。在这里，Arduino作为发射器/服务器工作，并将DHT传感器数据发送到树莓派。

完整的Arduino代码在页面末尾给出。这里我们将解释代码的一些重要部分。

像往常一样，通过包含所有必需的库来开始代码。SPI库用于Arduino和LoRa模块之间的SPI通信。RH_RF95库用于LoRa通信，DHT库用于读取DHT传感器的温湿度值。

然后定义DHT类型和连接DHT传感器的引脚。

在真空循环中，读取温度和湿度值。

现在要将温度和湿度值发送给树莓派，必须将它们转换为字符数组。为此，首先将整数值转换为字符串，然后将温度和湿度值添加到单个字符串中。

现在将字符串值转换为字符数组。这里‘ data ’是字符串，‘ d ’是字符数组。

最后，将值发送到LoRa接收器。

树莓派设置LoRa通信

如前所述，Radiohead库用于Arduino和Raspberry Pi之间的点对点通信。LoRa模块与SPI协议一起工作，因此我们必须在树莓派中启用SPI接口。使用下面的命令进入配置窗口。

现在在配置窗口中，转到接口选项并启用SPI接口。

启用SPI接口之后，现在使用下面的命令安装spidev包。它是一个python模块，用于通过spidev Linux内核驱动程序从用户空间连接SPI设备。

然后使用下面的命令安装pyLoRa包。此包安装LoRa通信所需的模型。

树莓派LoRa通信编程

这里树莓派作为Receiver/client，接收Arduino发送的DHT传感器数据。

完整的Python程序在本页末尾给出。在这里，我将解释代码的一些重要部分。

在代码的开头，导入所有必需的库。MQTT库用于将温度和湿度值发送到辣椒平台。

现在输入Raspberry Pi和Cayenne之间MQTT通信所需的凭据。

之后，为温度和湿度值创建两个通道。

现在创建一个带有三个函数的LoRa类，即init、class和on_rx_done。init函数用于初始化433MHz带宽为125khz的LoRa模块。

start功能用于将模块配置为接收器，获取RSSI值、工作频率等。

on_rx_done函数用于读取传入的值。然后将接收到的值移动到一个名为payload的变量中，并使用utf-8进行解码，然后移动到一个名为data的变量中。

现在将温度和湿度值拆分并发布在Cayenne平台上

建立Arduino与树莓派之间的通信

硬件和程序准备好后，将Arduino代码上传到Arduino板，并在Pi中启动python代码。如果一切正常，您应该看到通过shell窗口在pi中接收到的温度和湿度值，如下所示。

现在使用默认浏览器打开Cayenne，您应该在仪表板上看到温度和湿度值，如下所示。

这就是Arduino如何使用LoRa模块与树莓派进行无线通信，进一步的树莓派可以将传感器数据上传到任何云，这样就可以从任何地方监控它。

本文编译自iotdesignpro