Vasi smart che formano una mesh LoRa auto-rigenerante

Progettato

una mesh LoRa auto-rigenerante

Reso open source

come componente ESPHome

Gestito

dal firmware all'app, un solo team

Contesto

Jocondo produce vasi smart. Il loro prototipo irrigava a timer fisso e non riportava nulla. Per diventare un prodotto, un intero giardino di vasi doveva leggere il proprio terreno, irrigare solo quando una pianta ne aveva bisogno e riportare tutto a un'app — all'aperto, distribuito su un cortile dove il Wi-Fi non arriva in ogni angolo. Jocondo ha portato l'intera realizzazione a DigitalBorders: il firmware, la rete tra i vasi, il backend e l'app.

Problema

La parte difficile non era il singolo vaso — era collegarne un intero giardino in modo affidabile.

• Il Wi-Fi non arriva a ogni vaso. Un vaso all'estremità del cortile può non avere segnale utile, ma deve comunque riportare i dati e ricevere i comandi di irrigazione.
• Un gateway fisso è un single point of failure. Se instradi ogni vaso attraverso un unico ponte designato, l'intero giardino si spegne quando quel ponte perde alimentazione o segnale.
• L'onboarding deve avvenire dal giardino. Il proprietario configura un vaso dal telefono, standogli accanto — non digitando i dettagli di rete su un minuscolo schermo.
• La rete deve essere nostra da poter sistemare. Uno stack radio a scatola chiusa che non possiamo leggere o correggere diventa un rischio una volta che i vasi sono sul mercato.

Approccio

Ogni vaso monta tre radio — Wi-Fi, BLE e LoRa — e abbiamo usato ciascuna per ciò in cui è brava.

I vasi formano una mesh LoRa auto-rigenerante: ognuno fa da ripetitore per i vicini, così un vaso senza Wi-Fi proprio raggiunge comunque la rete attraverso i vasi intorno, e la mesh si re-instrada da sola quando un nodo cade. Non c'è un gateway designato — qualunque vaso riesca a raggiungere il Wi-Fi fa da ponte tra la mesh e il backend, così l'uplink si auto-ripara come fa la mesh, e i vasi che hanno una connessione si fanno carico del traffico.

Il BLE gestisce il primo passo: il proprietario associa un nuovo vaso all'app Jocondo via Bluetooth, in giardino, senza captive portal. La mesh in sé è un componente ESPHome custom in C++ — lora_mesh — che DigitalBorders ha scritto e reso open source (vive nel nostro fork di ESPHome). È una mesh custom, non LoRaWAN — il routing è nostro.

Un vaso connesso fa da ponte tra la mesh e un backend Appwrite, che conserva lo storico di ogni vaso e serve l'app React Native. Un solo team ha seguito ogni superficie — il firmware, il backend, l'app e l'admin — così le decisioni a ogni confine si allineavano invece di essere negoziate tra fornitori diversi.

Risultato

Un giardino in cui i vasi raggiungono la rete anche oltre il limite del Wi-Fi, qualunque vaso connesso può fare da ponte per gli altri, e un nuovo vaso si aggiunge con un tap BLE dall'app. Poiché il componente lora_mesh è open source, la rete al cuore del prodotto non è una scatola nera che Jocondo deve prendere per buona — è un componente ESPHome che chiunque può leggere, e che DigitalBorders mantiene.