描述

Helium Network 是地球上最受歡迎的網絡之一，這就是它被稱為人民網絡的原因。它由一個社區網絡組成，任何人、企業或個人都可以使用它來連接他們的物聯網終端節點。如果你對加密世界感興趣，你就會知道你可以安裝一個 Helium 熱點并通過開采其代幣 HNT 賺錢。但是，您知道您可以像使用蜂窩網絡一樣使用此網絡嗎？你會發現的！

Helium 是一個使用 LoRaWAN? 協議連接全球物聯網設備的項目。在這個網絡中，每個有覆蓋的人都可以用它把數據發送到云端，開發一個可以解決特定環境下很多問題的應用程序。

這個項目做得很好。他們專注于許多物聯網行業，其在加密貨幣社區的流行有助于在世界許多地方創建網絡。加利福尼亞州甚至有一個城市正在努力成為一個由 Helium 連接的智能城市。

在世界上大多數主要城市，都安裝了大量的 Helium 熱點。壞消息是沒有開發足夠的應用程序，因為這是一項相對較新的技術。另一方面，需要創建更多此類應用程序的需求每天都在增加，您可以使用 WisBlock 輕松開發它們，所以讓我們學習如何做吧！

你需要什么？

• WisBlock 套件 4

或者您可以單獨購買這些物品：

• 1個慧智核心RAK4631
• 1 個 WisBlock 底座 RAK19007
• 1個WisBlock環境傳感器RAK1906

這些項目也可用于：

• 氦開發工具包

一步步

• 一些非無聊的技術細節
• 檢查覆蓋范圍
• 配置您的網絡服務器
• 使用 WisBlock 開發您的應用程序
• 將您的數據連接到物聯網平臺 (Ubidots)
• 下一步是什么？

一些非無聊的技術細節

在我們開始動手項目之前，我們需要澄清為什么需要所有步驟。看一下圖 1。端節點負責將數據從模擬世界轉換到數字世界，并將其傳輸到網關。當您使用 Helium Network 時，您可以使用您在需要實施項目的地點擁有的覆蓋范圍。不需要額外的硬件，因為您將使用其他人的硬件。

數據到達這些網關/熱點并傳輸到網絡服務器，這取決于您使用的網絡，在這種特殊情況下，Helium 提供了它。您可以將此數據發送到各種物聯網平臺以進行可視化、自動通知和分析。您可以在 Ubidots、Qubitro、DataCake、AWS 等之間進行選擇。

檢查覆蓋范圍

要檢查您是否覆蓋，請訪問https://explorer.helium.com/，然后搜索您的位置。如果您在您所在國家/地區的主要城市，您將獲得 Helium 覆蓋。我在哥倫比亞波哥大，我所在的地區似乎有覆蓋范圍。那么，讓我們來試試吧！

配置您的網絡服務器

要開始使用 Helium 網絡，請訪問https://console.helium.com/并注冊（如果您沒有帳戶）。在注冊過程中，您需要添加一個新組織。別擔心，您可以輸入任何名稱并繼續該過程。

Helium 控制臺的主頁如圖 3 所示。

在添加新設備之前，讓我們談談一些重要的事情。當您使用 Helium 網絡將數據從終端設備發送到云端時，您必須為此付費。網絡內的官方貨幣不是HNT，但發送的數據必須用DC（Data Credits）支付。您將收到 250 DC 以開始使用 Helium 網絡。您可以根據您的應用需求購買更多 DC。每個 DC 的值定義為：

1DC = 24 字節 = 0.00001 美元

記住這個細節，繼續添加新設備。為此，請轉至設備并單擊添加新設備圖標。

在名稱字段中輸入您想要的任何名稱，然后單擊保存設備。Dev EUI 、App EUI和App Key變量將自動生成，所以不要更改它們。

這樣，就創建了一個新設備。當您單擊設備名稱時，您可以在儀表板中檢查數據。

使用 WisBlock 開發您的應用程序

讓我們開發一個基礎項目：讀取大氣變量。即溫度、濕度、壓力和氣體阻力。

第一步是配置硬件。為此，您需要以下材料：RAK4631、RAK19007 和 RAK1906，如圖 7 所示。

傳感器的連接非常簡單，將其插入任何傳感器插槽，即插槽 A、B、C 和 D，然后用螺絲固定。如圖 8 所示。

最后，將 LoRa 天線連接到 RAK4631 核心。

最后，WisBlock 就可以使用了。

編程

編程階段非常簡單，您可以使用我們官方 GitHub 站點上提供的代碼。只需將其復制并粘貼到您的 Arduino IDE 中即可。

注意：如果您在本教程之前沒有使用過 Arduino 或 WisBlock，我們建議您在此處訪問我們的介紹性教程。

一些說明：

如果這是您第一次使用 WisBlock，您將需要安裝兩個庫，只需單擊第一行代碼中的鏈接，然后單擊安裝。

#include 
#include  // Click to install library: http://librarymanager/ALL#SX126x-Arduino
#include 
#include 
#include 
#include  // Click to install library: http://librarymanager/All#Adafruit_BME680
Adafruit_BME680 bme;

如果您在 OTAA 或 ABP 激活模式下工作，此代碼很有用。Helium 使用 OTAA，如圖 6 所示，因此在 LoRaWAN? 參數設置行中，將 doOTAA 保留為默認值。

大多數參數都已準備就緒，因此無需更改它們。與您所在地區相關的參數除外。在這種情況下，您需要根據項目的部署位置更改區域，我的區域使用 AU915 標準，但您可以在Helium 官方網站上查看您的區域。

bool doOTAA = true;   // OTAA is used by default.
#define SCHED_MAX_EVENT_DATA_SIZE APP_TIMER_SCHED_EVENT_DATA_SIZE /**< Maximum size of scheduler events. */
#define SCHED_QUEUE_SIZE 60                     /**< Maximum number of events in the scheduler queue. */
#define LORAWAN_DATERATE DR_3                   /*LoRaMac datarates definition, from DR_0 to DR_5*/
#define LORAWAN_TX_POWER TX_POWER_0                 /*LoRaMac tx power definition, from TX_POWER_0 to TX_POWER_15*/
#define JOINREQ_NBTRIALS 5                      /**< Number of trials for the join request. */
DeviceClass_t g_CurrentClass = CLASS_A;         /* class definition*/
LoRaMacRegion_t g_CurrentRegion = LORAMAC_REGION_AU915;    /* Region:AU915*/
lmh_confirm g_CurrentConfirm = LMH_CONFIRMED_MSG;         /* confirm/unconfirm packet definition*/
uint8_t gAppPort = LORAWAN_APP_PORT;                /* data port*/

我們根據事件發送數據，使用觸發器函數，您可以根據需要修改它們。

// Foward declaration
static void lorawan_has_joined_handler(void);
void lorawan_join_fail(void);
static void lorawan_rx_handler(lmh_app_data_t *app_data);
static void lorawan_confirm_class_handler(DeviceClass_t Class);
static void send_lora_frame(void);

更改在 Helium 平臺上獲得的 OTAA 密鑰。該順序與 Helium 控制臺中的順序相同，只需將它們分成兩對并0x在每個之前添加，以便程序可以將其理解為有效格式。

//OTAA keys !!!! KEYS ARE MSB !!!!
uint8_t nodeDeviceEUI[8] = {0x60, 0x81, 0xF9, 0x8B, 0x44, 0x71, 0x68, 0x29};
uint8_t nodeAppEUI[8] = {0x60, 0x81, 0xF9, 0x62, 0xB9, 0x08, 0x55, 0x1E};
uint8_t nodeAppKey[16] = {0x1B, 0x88, 0x59, 0x08, 0x47, 0x80, 0x6A, 0xF5, 0xB8, 0x64, 0xA9, 0xB7, 0xFF, 0x45, 0xB3, 0x5F};

函數循環將是空的，因為正如我之前告訴你的，函數與事件一起工作。

void loop()
{
}

在該void bme680_get()函數中，讀取來自傳感器的數據，并且通過將獲得的測量值乘以 100 并進行位移來創建有效負載。當您執行 Helium 和 Ubidots 之間的集成時，將需要此信息。

現在您已準備好驗證和上傳您的程序。

如果一切正常，您就已經在向 Helium 發送數據了。

在 Serial Monitor 中，您將看到類似于圖 12 中所示屏幕截圖的內容。WisBlock 連接到 LoRaWAN? 并每 20 秒讀取和發送一次數據。我們建議，如果您想保存 Helium 給您的積分，請不要設置較短的發送間隔。

在Helium Console中可以看到數據進來了，但是可以看到所有的數據都顯示為紅色。這意味著您沒有集成。更明確地說：您的數據到達 Helium LNS（LoRaWAN? 網絡服務器），但無法存儲。此數據將僅存儲 300 秒、5 分鐘，然后就會消失。這就是需要物聯網平臺的原因。

物聯網平臺或應用服務器有很多，例如 Ubidots、Qubitro、Datacake、AWS 或 MS Azure，您甚至可以搭建自己的應用服務器。但在這種情況下，我們將使用 Ubidots。

將您的數據連接到物聯網平臺 (Ubidots)

在這部分，您將需要一個 Ubidots 帳戶。您有兩種選擇可以開始，第一種是在您測試平臺時創建一個為期一個月的免費專業帳戶。第二種選擇是創建一個僅限于教育或研究項目的免費帳戶，稱為Ubidots STEM。對于本教程，我們將使用第二個。

您只需使用您的電子郵件注冊即可創建一個新帳戶。當您第一次訪問 Ubidots 時，您沒有任何配置。所以第一步是創建一個設備。單擊設備并選擇插件。

選擇創建插件。

在對話窗口中，選擇選項Helium 。

按藍色圖標繼續。

在 Ubidots STEM 中，您只有默認令牌選項，當您使用專業版時，您可以創建更多令牌。選擇Default Token選項，然后單擊藍色圖標繼續。

添加名稱和描述，最后單擊綠色圖標。

現在，您在 Ubidots 中有了一個新設備，您可以在下一個窗口中檢查它，并彈出一個指示您已創建新插件的窗口。

在離開 Ubidots 之前，轉到您的個人資料圖標并選擇API 憑據：

單擊默認令牌并復制它。以后會有用

下一步是創建與 Helium 的連接。轉到 Helium 控制臺并選擇Integrations 。

單擊添加新集成。

選擇Ubidots 。

單擊添加集成

粘貼您在前面的步驟中復制的令牌。然后點擊Get Webhook URL 。

您將看到一條確認消息，其中包含來自 Ubidots 的鏈接，Helium 將在其中重定向數據。單擊繼續。

為 Integration 指定一個名稱并單擊Add Integration 。

這樣，您就已經在 Helium 和 Ubidots 之間創建了一個新的集成，如圖 28 所示。

下一步是創建一個函數。

注意：函數用于將數據從一種格式轉換為另一種格式。當我們對 WisBlock 進行編程時，數據是十六進制格式，它將使用這種格式到達 Web 服務器。但是要將這些數據發送到物聯網平臺，我們需要將這些信息解碼為服務器可以理解的語言，例如 JSON 格式。

要創建函數，請單擊添加新函數。

選擇自定義函數

為其命名，然后將以下代碼復制并粘貼到 Custom Script 空間中，如圖 31 所示。

function Decoder(bytes, port) {
var decoded = {};
decoded.temperature = (bytes[1] << 8 | (bytes[2])) / 100;
decoded.humidity = (bytes[3] << 8 | (bytes[4])) / 100;
decoded.pressure = (bytes[8] | (bytes[7] << 8) | (bytes[6] << 16) | (bytes[5] << 24)) / 100;
decoded.gas = bytes[12] | (bytes[11] << 8) | (bytes[10] << 16) | (bytes[9] << 24);
return decoded;
}

如果您使用上一節中的 Arduino 代碼創建有效負載，則解碼器功能很有用，并且僅當您使用 RAK1906 時才有效。如果使用其他傳感器，或使用其他方式創建有效負載，您將需要修改代碼。但這沒什么大不了的，它是用 JavaScript 編寫的，并且您有一個存儲庫，用于存儲由 Helium 社區創建的許多有效負載。

您可以使用腳本驗證器來驗證代碼的運行，如圖 32 所示。

如果您看到一切正常，請單擊保存功能。

現在您已經創建了設備、集成和解碼器函數，是時候將它們放在一起了。轉到Flows并單擊+圖標以添加新節點。

單擊Devices添加設備，單擊Functions添加之前創建的函數，單擊Integrations添加 Ubidots Integration。只需拖放即可將其定位在屏幕上。

通過單擊第一個框的點連接塊并將線拉到另一個塊，這非常容易。

就是這樣！您已經準備好連接了！只需連接您的 WisBlock 即可查看！

如果您的前幾個數據包顯示橙色，請不要擔心，建立完整連接可能需要一些時間。

現在去Ubidots平臺。單擊設備 > 設備，您將找到一個已連接的設備。單擊它以查看數據。

您會發現許多與我們之前配置的氣體、溫度和濕度數據不同的其他數據，例如 RSSI、端口等。

要以更有序的方式查看此數據，請轉至數據 > 儀表板并單擊添加新小部件。

您會發現許多小部件來顯示您的信息。我將添加一個儀表來顯示濕度數據。

單擊添加變量。

單擊要顯示變量的設備，然后選擇要顯示的變量。在這種情況下，濕度，然后單擊“選擇”。

您可以更改外觀和配置詳細信息。設置你想要的數據，然后點擊保存。

現在您的數據有條理地顯示在儀表板中。

您可以按照上述步驟將其他變量添加到儀表板。

恭喜！！你做到了！！您可以探索 Ubidots 用于顯示和處理數據的工具，并繼續學習您需要的有關 IoT 和 Helium 平臺的一切知識。

下一步是什么？

現在，您已具備使用 LoRaWAN? 處理物聯網的所有基礎知識。您現在可以創建P2P 通信，可以使用 RUI3，可以使用 WiFi和蜂窩網絡，現在您正在使用 Helium Network。因此，我們計劃使用我們的傳感器和接口創建更多有趣的開發教程，或者創建專業和完整的應用程序。告訴我們，您想在這個平臺上看到什么？我們該怎樣幫助你？請留下您的評論，不要忘記關注我們的官方Hackster 個人資料。下個教程見！