Совсем недавно познакомился с проектом Meshtastic и мне он очень понравился. Решил поделиться им в данной статье.
У меня были довольно давно модули Lora от Heltec, но я не знал, что с ними делать. Так как самому прошивку под модули Lora писать было лень и узконаправленно как-то. По этому они у меня валялись в сумке и ждали подходящего времени, чтоб я все-же до них добрался.
Давайте освежим память, что-же все таки такое Lora: LoRa (Long Range) — запатентованная, проприетарная технология модуляции маломощной сети передачи данных со скоростью 0,3-50 кб/с и дальностью от 1 до 15 км в нелицензируемом диапазоне частот. Используется для передачи данных в автономных датчиках экологического наблюдения и коммунальном хозяйстве. Коммерческий аналог непатентованной технологии
В России разрешены частоты 868Mhz и 433mhz с ограниченным использованием.
Давай-те рассмотрим, что такое Meshtastic.
Meshtastic — это децентрализованная беспроводная автономная ячеистая сеть, работающая по протоколу LoRa. Основная цель проекта — обеспечение маломощной связи на большие расстояния в нелицензируемых радиодиапазонах. Он предназначен для обмена текстовыми сообщениями и данными в автономных средах и может применяться в проектах Интернета вещей, где необходима децентрализованная система связи без существующей инфраструктуры.
Если по простому, то meshtastic это своего рода пейджеры носимые, которыми вы можете отправлять сообщения друг другу. Причем каждая нода (это устройство с meshtastic) выступает как приемником, так и передатчиком. И работает таким образом, например у вас 3 ноды. 1 нода видит вторую по расстоянию, 2 нода видит 3 ноду и 1 ноду. И получается, что вы с ноды 1 можете отправить сообщение ноде 3 через ноду 2. Тоесть нода 2 вам сообщит о тех нодах которые она видит и вам покажет это так, как будто эти ноды видите именно вы и вы можете с ними переписываться.
Meshtastic предназначен конечно в первую очередь для туристов, чтоб где-то в лесу или в горах быть всегда на связи, но и в городах отлично себя показывает, хоть и дальность действия значительно уменьшается.
Устройства подходящие под Meshtastic:
Общение происходит по Meshtastic через смартфон или компьютер. Например Смартфон подключается по Bluetooth к устройству с meshtastic и в приложении видит все датчики meshtastic, все устройства которые он видит и можно отправлять сообщения набирая текст со смартфона и читать их тоже.
Устройства Meshtastic я условно поделил бы на 3 части.
- Это устройства на ESP32 и модуле Lora. Такие устройства с Meshtastic могут работать как по Bluetooth, так и по wifi и по usb. И такие устройства удобно дружить с Home Assistant. О чем расскажу далее. Пример такого устройства: https://ali.click/s3acoy?erid=2SDnjc4Jngf Но и минус у такого устройства есть, это высокое потребление энергии и носимое устройство из него лучше не делать.
- Это устройство на контроллере nRF52840. Этот контроллер энергоэфективный. На нём носимые устройства отлично получаются. У него есть Bluetooth для подключения к смартфону, но нет usb/ttl интерфейса и нет wifi. По этому общение только по Bluetooth. Пример такого устройства: https://ali.click/soacop?erid=2SDnje5S9Rq
- Это устройства носимые готовые. Они на контроллере nRF52840. Имеют корпус, дисплей, аккумулятор внутри и такие устройства хорошо носить с собой. Как пример вот в виде рации: https://ali.click/uwacoi?erid=2SDnjcX1Eij В виде кредитки: https://ali.click/o0bcob?erid=2SDnjdHUsB5 И рекордсмен по зарядке, это Heltec mesh pocket – он в виде Powerbank на 5000 и 10000mah на выбор. Имеет беспроводную зарядку, чтоб заряжать смартфон и этой батареи хватает на недели ношения. У меня есть версия на 5000mah и за неделю у меня 87% осталось еще. Найти его можно тут: https://ali.click/8dbcol?erid=2SDnjceRWcP
- Это устройства с клавиатурой, с которых можно отвечать на сообщения. Я находил такие только на esp32. По этому энергоэфективность тут слабовата, но на день другой хватит для ношения. Как вариант устройства с клавиатурой, это Lilygo: https://ali.click/pnbcoc?erid=2SDnjeVAcuD
- Ну и 5тый тип, это устройства с аккумулятором и солнечной батареей. Будут работать автономно постоянно. Самое то, для туристов, которые на долго уходят на вылазку. Вот пример: https://ali.click/usbcoy?erid=2SDnjcLdziB
По итогу получилось аш 5 типов устройств. Но мне кажется они все-же разных классов и все в одно объединять их не стоит.
Прошивка в Meshtastic:
Прошиваются устройства очень просто. Есть официальный сайт: https://meshtastic.org/ и у него есть прошивальщик через web интерфейс: https://flasher.meshtastic.org/
Тут просто выбираем нужное устройство из списка. Их в списке очень много.
Далее выбираем прошивку и нажимаем кнопку “Прошить” и все у вас прошьется как надо.
Большинство устройств с экранами и на экране сразу отображаться будет полезная информация о нахождении новых нод, сообщения будет показывать на дисплее. Но это зарубежный сайт и в прошивках тут нет русского языка, по этому при получении сообщения на русском, у Вас будут вопросительные знаки на экране.
Но есть и Российское сообщество которое делает прошивки под отображение Русского языка. Там тоже web прошивальщик у них и в нём уже есть Русский язык.: https://mrekin.duckdns.org/flasher/
Я прошил свой Heltec Meshpocket на русский язык и как видите, все отлично стало отображаться.
Как начать общаться с другими пользователями Meshtastic в вашем городе:
У Meshastic есть возможность работать на разных каналах, частоте и в каждом городе она своя. Но для больших городов почти для всех есть картоки визитки, где показаны настройки для meshtastic и телеграм каналы для присоединения к сообществу.
Например для Москвы это сайт: https://mt.ulteemate.ru/
Так-же зачастую есть сайты с картой, где какие ноды находятся и вы по карте всегда можете понять есть ли кто-то свами с meshtastic чтоб начать с ним взаимодействовать https://map.onemesh.ru/
Подключение датчиков к Meshtastic:
У меня еще возникла мысль, так как не хотелось самому программировать что-то под lora, хотелось понять, можно ли в готовом проекте meshtastic использовать какие-то датчики температуры или еще какие-то. И например одну ноду с датчиком оставить где-то на улице на расстоянии в 300 метрах от дома и получать с него данные.
И да, такая возможность оказалась есть. Есть отдельный раздел с перечислением датчиков: https://meshtastic.org/docs/configuration/module/telemetry/
Включается телеметрия для работы с датчиками тоже просто, надо только с приложения в меню включить телеметрию, понимать на каких пинах у Вас шина i2c, подключить к ней датчики и данные начнут появляться.
У меня модуль HELTEC LoRa 32 Wireless Tracker я по этой инструкции нашёл какие пины i2c: https://meshtastic.org/docs/hardware/devices/heltec-automation/lora32/?heltec=tracker-v1.1 подключил датчик bme280 к ним, включил телеметрию и ничего не заработало. Датчик Radsense тоже и bmp180 тоже не заработал. Пины все прозвонил. Хз почему не заработало, обидно. Я думаю что проблема в прошивке. Но не факт. Если вы умеете телеметрию включать и если есть нюанс хитрый напишите о нём в комментарии плиз.
Meshtastic в Home Assistant:
В Home Assistant интеграция полезная несколькими моментами.
Во первых вы сможете отправлять сообщения на вашу ноду об каких то оповещениях. Например у вас в городе нет интернета мобильного, вы ушли в магазин или просто гуляете по району или даже дальше и у вас случилась не дай бог протечка. Сообщение по Lora отправит Home Assistant вам и в пределах 7 прыжков если вы находитесь (а в идеальном миру lora сеть у нас весь город покрыла уже) и это получается в пределах всего города можно сказать вы получите оффлайн сообщение без интернета о протечке. Круто же!
А во вторых вы тот же датчик телеметрии температуры сможете видеть в Home Assitant на гораздо дальшим растоянии, нежели то, на котором работают wifi и zigbee сети.
В Home Assistant есть несколько вариантов настроек. Первая это официальная, через mqtt и описана тут: https://meshtastic.org/docs/software/integrations/mqtt/home-assistant/
По mqtt прокидываются в HA все датчики, та же телеметрия. Но так-же по mqtt можно и сообщения на ноду отправлять.
Мне кажется mqtt довольно “геморно” настраивать, много настроек нужно будет описать, даже из примера приведенного выше.
Я использовал другой вариант. Готовую интеграцию которую подключил через HACS: https://github.com/meshtastic/home-assistant?ysclid=mhd9gh4csj30332170
Устанавливается просто, потом идёте в Настройки-> интеграции и добавляете интеграцию Meshtastic:
Первое что попросит вас, это вбить Ip адрес вашей ноды на Meshtastic (и конечно нода должна работать на esp32, потому что в nrf контроллере нет wifi). В общем пишите ip адрес устройства, порт оставляете по умолчанию.
Далее у вас спросит следующее:
Этот пункт спрашивает что добавить в Home Assistant. Есть возможность ничего не добавлять, добавить все ноды которые видит ваша добавляемая нода. Если этот пункт выберете, то милилон устройств вам может в HA прилететь и вы задолбаетесь HA чистить потом, по этому пукт этот лучше не выбирать.
Тут лучше выбрать 3 пункт “Только выбранные”. В этом пункте вы сами выбираете какие ноды вам добавить. А надо будет вам добавить 2 ноды. Одну это ту которая будет у Home Assistant и через которую он будет сообщения отправлять. И вторую ноду, это ту которую носите с собой и на которую будете сообщения получать.
Тут я оставил все без изменений и нажал подтвердить.
Ну и после этого Meshtastic добавляется в Home Assistant.
По итогу интеграция выглядит так, тут вот у меня одна нода 70d0 и для неё можно менять все настройки которые были ранее выставлены при добавлении интеграции.
Так-же добавленная нода прокидывает устройство. у меня это Meshtastic 70d0 и у неё можно увидеть как много всяких сенсоров прокинулось. Тут же будет и датчик температуры прокидываться телеметрии если он добавлен.
Еще появляется сущность уведомления notification. Через которую вы можете отправлять сообщение на ноду.
Из картинки выше видим, что у меня выбрана нода с которой будет отправка – это Meshtastic 70d0 .
Далее текст. Потом на какую ноду отправить. У меня это Meshtastic ypavla. И в какой канал отправить.
Вывод:
Meshtastic – это отличный проект, позволяет общаться между собой без наличия интернета. Отлично подойдёт туристам, но и обычным людям в городе тоже заходит на ура.
Ограничения тут тоже есть и эти ограничения в 7 прыжков. Дальше 7ми прыжков вы к сожалению не пропрыгаете. По этому на сотни киллометров конечно вы сеть не построите. Это ограничение самого чипа Lora.