Собственнвя mesh-сеть без интернета
Тип статьи:
Авторская
Meshtastic — децентрализованная автономная ячеистая сеть на базе технологии радиосвязи LoRa (Long Range). Предназначена для передачи текстовых сообщений и геоданных без использования сотовой связи, интернета или спутников.
История: проект стартовал в 2020 году как ответ на потребность в устойчивой связи во время активностей, проходящих вдали от надежного интернет доступа.
Принцип работы
Каждый участник сети выступает не только приёмником и передатчиком, но и посредником, ретранслируя сообщения другим устройствам поблизости. Таким образом создаётся самоорганизующаяся распределённая сеть (Mesh), в которой информация передаётся постепенно от узла к узлу вплоть до достижения адресата.
Особенности:
- Если между двумя узлами нет прямой связи, сообщение проходит через промежуточные — таким образом данные могут достигать адресата даже при отсутствии прямой видимости.
- Если один из узлов отключается или выходит из строя, сеть находит другой путь для передачи сообщений.
- Новые устройства можно добавлять без сложной настройки — они автоматически становятся частью сети и начинают участвовать в обмене данными.
Оборудование
Для реализации сети Meshtastic используются устройства с радиомодулем LoRa. Проект поддерживает широкий спектр готовых плат: LILYGO (T-Beam, T-Echo, T-Deck), Heltec, RAK WisBlock,
LoRa 32 V4 Meshtastic ESP32 SX1262 0,96-дюймовый OLED-дисплей с питанием от солнечной батареи, Mesh-сетевой WiFi BLE с низким энергопотреблением
и другие. Также устройства можно собирать самостоятельно, используя отдельные модули LoRa, микроконтроллеры и внешние GPS-модули.Для удобства настройки устройства Meshtastic могут подключаться к смартфонам или ПК через Bluetooth или USB. Это позволяет использовать графические приложения для отправки и приёма сообщений, настройки параметров, отслеживания маршрутов и обновления прошивки.
Настройка
Некоторые особенности настройки сети Meshtastic:
- У каждого радиоканала есть набор конфигураций (частота, ширина канала, фактор распространения и др.), и узлы должны совпадать по этим параметрам, чтобы увидеть друг друга.
- Для управления нагрузкой и ролями узлов прошивка предлагает режимы CLIENT, CLIENT_MUTE, ROUTER, REPEATER, TRACKER и другие. Роли позволяют регулировать частоту служебных передач и приоритет ретрансляции, что особенно важно в плотных сетях или при построении стационарных «якорных» узлов на выгодных высотных точках.
Применение
Meshtastic используется в разных областях — от туристических походов и автопутешествий до аварийной связи и поддержки локальных сообществ. Некоторые сценарии применения:
- Походы и экспедиции — связь между участниками в горах, лесах и других местах без сотового покрытия, передача коротких сообщений и координат.
- Автономные колонны и автопутешествия — поддержка связи между автомобилями в дороге, обмен координатами и текстовыми сообщениями, контроль расстояния между машинами.
- Поисково-спасательные операции — работа спасательных и волонтёрских команд в условиях отсутствия инфраструктуры, быстрая передача координат, создание временной сети на местности.
- Аварийные и кризисные ситуации — резервная связь при отключении мобильных сетей или интернета, организация взаимодействия между группами, передача экстренных сообщений.
Описание
WiFi LoRa 32 V4 — это полностью обновленная версия классической платы разработки LoRa. Основываясь на мощных функциях своих предшественников, версия V4 представляет комплексную оптимизацию в области мощности передачи, управления питанием, расширяемости и других характеристик оборудования.
Она подходит для приложений Интернета вещей, таких как умные города, сельскохозяйственный мониторинг, умные дома, промышленное управление, системы безопасности и беспроводное считывание показаний счетчиков, предоставляя разработчикам более эффективный и гибкий опыт разработки.
Основные характеристики
Основана на ESP32-S3R2 и SX-1262, поддерживает связь Wi-Fi b/g, BLE и LoRa.
2 МБ PSRAM и 16 МБ внешней флэш-памяти, больше подходит для пользовательского интерфейса и сложных систем.
Мощность передачи LoRa: версия с высокой мощностью 28 дБм, версия с низкой мощностью 22 дБм
Корпус ПК защищает экран и интегрирует антенну FPC 2.4G.
Форм-фактор и совместимость выводов с WiFi LoRa 32 V3.
Корпус ПК защищает экран и интегрирует антенну FPC Антенна 2.4G.
Добавлен интерфейс солнечной панели SH1.25-2Pin и интерфейс GNSS SH1.25-8Pin.
Оптимизированное управление литиевой батареей.
Низкое энергопотребление — менее 20 мкА.
Параметры:
MCU:ESP32-S3R2
Частота: 863–928 МГц
Флэш-память: 16 МБ (внешняя)
USB-последовательный чип: удален CP2102
Управление питанием: обновленная микросхема с поддержкой входа солнечной батареи
Вход солнечной батареи: добавлен интерфейс SH1.25-2P
Мощность передачи LoRa: 28 ± 1 дБм
Антенна 2.4G: антенна FPC + разъем
Интерфейс GPS: добавлен интерфейс SH1.25-8Pin
Периферийные устройства Интерфейс: 40-контактный
Подключение экрана: спаянный + разъем
Изготовление контактов: позолоченный
Крепление экрана: полная защита
Цвет: черный
Материал: печатная плата