Le reti mesh, a differenza delle più comuni reti hub-and-spoke, sono modellate da nodi indipendenti che comunicano ciascuno con uno o più altri nodi per condividere i dati. Sebbene la mesh Bluetooth esista attualmente su una moltitudine di dispositivi intelligenti, il suo corto raggio può essere un grave inconveniente, motivo per cui Bruce MacKinnon ha ideato il progetto WARS LoRa Birdhouse. La sua rete personalizzata si basa su una serie di nodi wireless che comunicano tra loro tramite un segnale a bassa frequenza e l’elettronica di ogni nodo è posizionata all’interno di una casetta per gli uccelli, il che significa che i tweet digitali, non udibili, possono essere inviati a grande distanza.

Ogni birdhouse doveva essere un nodo autonomo che contiene una singola radio +20dBm/100mW che opera sulla banda radioamatoriale di 33 cm per trasportare una quantità ragionevole di dati fino a 1 km di distanza, dove viene poi ricevuta da un’altra radio. A causa dell’architettura mesh, le casette per gli uccelli funzionano 24 ore al giorno, 7 giorni alla settimana, e quindi richiedono un pannello solare sui loro tetti insieme a una cella LiPo 18650 e un modulo di ricarica. Un ESP32 gestisce le funzioni di livello superiore della rete come il routing, il buffering dei messaggi e funge da traduttore tra un dispositivo host USB e la radio wireless.

 

 

Per mantenere le cose standardizzate e semplici, ogni casetta per gli uccelli è stata modellata e costruita nel segno della semplicità: è composta, infatti, da soli sei pezzi di legno che comprendono la base, le pareti, l’apertura anteriore e il tetto spiovente. Una volta assemblato, un’antenna è stata fissata lateralmente insieme al pannello solare da 5V posto nella parte superiore. La loro forma estremamente semplice e classica, consente loro di mimetizzarsi facilmente in ogni paesaggio, inclusi giardini, case e alberi.

La parte più complicata di questo progetto è stata la creazione di una rete mesh affidabile che fosse sufficientemente resiliente da resistere all’occasionale caduta di pacchetti o da gestire un guasto di un nodo. Ai margini della rete, una stazione birdhouse può ricevere dati e comandi da una stazione desktop o da una stazione gateway che comunica con Internet. In tutti gli altri casi, gli altri nodi sono semplicemente ripetitori che instradano un pacchetto da un nodo alla sua destinazione, dando vita a reti mesh vere e proprie.

 

 

Simile al protocollo Internet (IP) in esecuzione su un livello fisico come Ethernet o WiFi, il protocollo di MacKinnon funziona inviando pacchetti LoRa standard via etere. Il pacchetto contiene un preamble, un header, un payload e informazioni CRC da utilizzare nel rilevamento/correzione degli errori. All’interno del payload c’è un pacchetto WARS Birdhouse Mesh personalizzato che contiene un ID, il tipo di pacchetto, i nominativi e gli indirizzi per l’instradamento alla destinazione.

Quando arriva il momento di inviare informazioni da una stazione desktop a un’altra, un pacchetto di tipo 32 (traffico di testo di routine) viene inviato al nodo successivo contenente fino a 128 byte di testo con codifica ASCII. Da qui, le stazioni continueranno a instradare questo pacchetto fino a raggiungere l’altra stazione desktop dove il messaggio può essere stampato. Oltre al semplice testo, il progetto di MacKinnon include anche molti altri tipi di pacchetti, con molti altri che sono già in lavorazione.

Per saperne di più su questo progetto basato sulle reti mesh e visualizzarne il codice, potete visitare il suo repository GitHub.

 

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