描述

在過去的幾個月里，我對 Helium 網絡的潛力越來越感到興奮。如果您不熟悉，Helium 是一個分散的 LoRa 節點網格，用于低功耗、低數據消耗的 IoT 設備，例如用于智能城市監控、制造和資產跟蹤的設備。Helium 與其他 LoRa 網絡的不同之處在于，激勵普通人通過部署自己的物理熱點來擴大和驗證覆蓋范圍。作為這筆前期費用的交換，熱點所有者通過基于區塊鏈的覆蓋率證明算法挖掘出源源不斷的“氦代幣”。我鼓勵您查看開發人員文檔以獲得更可靠的解釋。

雖然我目前正在等待我自己的熱點的到來，但 Helium 非常慷慨地向我發送了他們的開發工具包之一修補。該套件包含一個 Arduino Uno-esque Lorawan 開發板和一個傳感器防護罩（我期待他們的文檔中提供 X-NUCLEO-IKS01A3 環境/運動防護罩，但我最終得到了 X-NUCLEO-GNSS1A1 GPS 防護罩，這很好我）。雖然 Helium 的快速入門指南會逐步指導您設置電路板和 ping 控制臺，但有關通過“新”Helium 網絡（因為舊版 Atom 模塊）傳輸實際傳感器數據的教程似乎供不應求。因此，這個項目與其說是一個開創性的新想法，不如說是對快速入門指南的擴展，希望您可以為自己的開發工具包設置節省一兩個小時的挫敗感。

從這個意義上說，我將從Helium 快速入門指南離開的地方開始。這假設您已經有一個 Helium 控制臺帳戶，并且在一個覆蓋范圍足夠大的地方可以定期向網絡發送 ping。作為參考，我在匹茲堡，那里的覆蓋范圍很好，但我驚喜地發現我正在跨河連接到近 5 英里外的一個熱點。但是，即使您位于熱點較少的半城市地區，我預計未來幾個月覆蓋范圍也會迅速擴大。

1. 硬件設置

在這種情況下，硬件設置非常簡單。只需將屏蔽安裝在開發板上，連接 LoRa 天線和 GPS 接收器，即可開始使用。

2. 氦氣控制臺

假設您已在 Helium 控制臺中正確設置您的設備，那么您已經在路上了。首先，在 Helium 控制臺中，轉到“標簽”并單擊“添加標簽”。此時，您唯一需要做的就是提供一個標簽名稱。單擊“創建標簽”。

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接下來，進入“集成”選項卡并選擇“myDevices Cayenne”預建集成類型。為您的集成命名并應用您剛剛制作的標簽。

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旁注：我鼓勵您查看其他集成類型；如文檔中所述，創建與 RequestBin 端點的“HTTP”集成也非常簡單，但 Cayenne 可能是以有意義的方式可視化數據的最快方法。

您需要做的最后一件事是將標簽應用到設備上。在“設備”選項卡中選擇您的設備，然后在“附加標簽”下添加您的標簽。標簽選項卡是 Helium 將設備連接到相關集成和功能的巧妙方法。現在，您通過該設備發送的任何數據包都會直接路由到 Cayenne（它們會為您處理 HTTP）。

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3. Cayenne myDevices

接下來，在cayenne.mydevices.com上創建一個帳戶并創建一個應用程序。點擊“Add new...”>“Device/Widget”，選擇 Lora > Helium 后，搜索 STM32 B-L072Z-LRWAN1。將 DevEUI（來自 Helium 控制臺）粘貼到必填字段中。如果需要，請更改名稱，然后單擊“添加設備”。

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此時，發送到 Helium 網絡的有效負載將被路由到您的 myDevices 儀表板，并根據其傳感器類型自動解釋。最后，我們只需要更新開發板上的代碼。

4. Arduino IDE

不幸的是，Helium 期望傳感器數據包以特定的 JSON 格式格式化。您可以從頭開始制定此數據包，或者如果您對 C++ 不太熟悉（或想要節省一些工作），您可以導入 Cayenne 低功耗有效負載 (LPP) 庫。CayenneLPP 采用一些常見的傳感器格式（溫度、壓力、濕度、GPS 等）并以 myDevices 自動解釋的方式生成數據包。換句話說，而不是這樣：

{    
int32_t lat = latitude * 10000;     
int32_t lon = longitude * 10000;     
int32_t alt = meters * 100;      
buffer[cursor++] = channel;      
buffer[cursor++] = LPP_GPS;       
buffer[cursor++] = lat >> 16;      
buffer[cursor++] = lat >> 8;      
buffer[cursor++] = lat;      
buffer[cursor++] = lon >> 16;      
buffer[cursor++] = lon >> 8;      
buffer[cursor++] = lon;      
buffer[cursor++] = alt >> 16;      
buffer[cursor++] = alt >> 8;     
buffer[cursor++] = alt;      
return cursor; 
}

你可以這樣寫：

uint8_t addGPS(uint8_t channel, float latitude, float longitude, float meters);

通道輸入字段允許您從同一有效載荷內的多個傳感器提交數據，如果您使用 X-NUCLEO-IKS01A3 防護罩，這將非常有用。GPS 基于 TeseoLIV3F 庫，也必須導入該庫。有時需要幾秒鐘才能獲得 GPS 修復（在 gps->init(); 之后），所以我在準備有效載荷之前等待獲得修復。不要忘記更改 DevEUI、AppEUI 和 AppKey 字段以匹配您在 Helium 控制臺中的內容，就像您在快速入門中所做的那樣。上傳代碼，你應該會在串口監視器中看到如下內容：

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根據您的連接強度，GPS 數據包（每個 11 個字節）可能需要一段時間才能開始顯示在您的控制臺中。上行鏈路響應在數據日志中看起來像藍色圓圈：

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向下滾動，事件日志將有一些有用的反饋，例如信噪比（我的非常弱！）和您要連接的熱點的名稱。

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最后，返回您的 myDevices 儀表板，您的坐標數據將顯示在類似 Google 地圖的界面中！

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如需完整代碼，請查看此Github 存儲庫。希望這可以在您創建自己的基于氦的資產跟蹤器的過程中為您省去一些麻煩！

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