Co to je Meshtastic a jak začít

Začínáme s Meshtastic

Meshtastic je open-source, off-grid. Off-Grid systémy jsou ty které nejsou připojeny k centrální síti, ať už se jedná o elektrickou síť, telekomunikační síť nebo jinou infrastrukturu. GPS mesh komunikátor, který umožňuje uživatelům komunikovat s levnými rádii na velké vzdálenosti. Je užitečný v situacích, kdy není k dispozici internetové připojení.

Co je Meshtastic?

Meshtastic je síťový komunikační systém, který využívá technologii LoRa pro přenos zpráv mezi zařízeními. LoRa je nízkofrekvenční, širokopásmová technologie s dlouhým dosahem, která je ideální pro komunikaci na velké vzdálenosti.

Co je to LoRA?

LoRa (zkratka z "long range" - dlouhý dosah) je proprietární technologie pro bezdrátový přenos dat, která se zaměřuje na nízké energetické nároky, nízké náklady a nízký datový tok. Je ideální pro aplikace, kde je důležitá dlouhá výdrž baterie a široké pokrytí, i když je požadovaný datový tok nízký.

Síťová vrstva LoRa:

Technologie LoRa se zaměřuje pouze na fyzickou rádiovou vrstvu, tzn. na samotný přenos signálu. Neruší se s tím, co se skrývá za daty přenášenými vzduchem. Proto vznikla řada protokolů, které slouží jako síťová vrstva nad LoRa. Mezi nejznámější patří LoRaWAN, protokol pro přenos dat mezi koncovými zařízeními a gateway.

Meshtastic: Síť bez centrálního uzlu

Na rozdíl od LoRaWAN, Meshtastic využívá technologii LoRa k vytvoření typu sítě zvané "mesh". V této síti neexistuje žádný centrální uzel, čímž se liší od klasických klient-server architektur. Místo toho jednotlivá zařízení komunikují mezi sebou a zároveň přeposílají přijaté zprávy dál, čímž se značně rozšiřuje dosah sítě.

Základní principy LoRa:

Modulace: LoRa využívá šíření spektra s nízkým rozsahem (chirps) pro přenos dat. To umožňuje dosáhnout delšího dosahu a odolnosti proti rušení ve srovnání s jinými technologiemi, jako je Wi-Fi nebo Bluetooth.
Síť LoRaWAN: LoRa se obvykle používá v síťové architektuře s názvem LoRaWAN (LoRa Wide Area Network). V síti LoRaWAN existují tři typy zařízení:
- Koncová zařízení: Jsou to senzory nebo jiná zařízení, která shromažďují a odesílají data.
- Brány: Jsou to přijímače, které sbírají data z koncových zařízení a přenášejí je do síťového serveru.
- Síťový server: Zpracovává data z bran a umožňuje uživatelům přístup k datům a jejich správu.
Výhody LoRa:
- Dlouhý dosah: LoRa může dosahovat dosahu až 15 km v závislosti na použitém hardwaru a podmínkách prostředí.
- Nízká spotřeba energie: Koncová zařízení LoRa mohou fungovat na baterie po dobu několika let.
- Nízké náklady: Moduly LoRa a další hardware jsou relativně levné.
- Odolnost proti rušení: LoRa je odolná vůči rušení z jiných bezdrátových zařízení.
- Široké pokrytí: Sítě LoRaWAN se rychle rozšiřují po celém světě.
- Aktuální rekord v dosažené vzdálenosti pomocí LoRa Meshtastic je 254 Km

Vlastnosti Meshtastic

Dlouhý dosah (254 km rekord kboxlabs)
Pro komunikaci v síti není nutná žádná mobilní síť
Decentralizovaná komunikace
Šifrovaná komunikace
Vynikající výdrž baterie
Odesílejte a přijímejte textové zprávy mezi členy sítě
Volitelné funkce polohy založené na GPS

Jak funguje Meshtastic

Meshtastic využívá LoRa, rádiový protokol s dlouhým dosahem, který je ve většině regionů široce přístupný bez potřeby dalších licencí nebo certifikací, na rozdíl od rádiových operací HAM.

Tato rádia jsou navržena tak, aby znovu vysílala zprávy, které přijímají, a vytvořila síťovou síť. Toto nastavení zajišťuje, že každý člen skupiny, včetně těch v nejvzdálenější vzdálenosti, může přijímat zprávy. V závislosti na použitém nastavení může síť Meshtastic podporovat až 100 zařízení současně.

Meshtastic funguje na principu peer-to-peer (P2P), tzn. že všechna zařízení v síti si mezi sebou navzájem vyměňují data.

Základní principy:

Zařízení: Meshtastic síť tvoří různá zařízení, jako LilyGO TTGO T-Beam LoRa32, Heltec WiFi LoRa 32 která jsou vybavena kompatibilním hardwarem a softwarem.
LoRa: Pro komunikaci se používá technologie LoRa (Long Range), která umožňuje dosahovat velkého dosahu s nízkou spotřebou energie.
Síťové uzly: Každé zařízení v síti funguje jako síťový uzel. Uzly si mezi sebou navzájem předávají zprávy, čímž se rozšiřuje dosah sítě.
Topologie sítě: Meshtastic síť nemá pevnou strukturu. Uzly se automaticky nacházejí a připojují k síti, čímž se vytváří dynamická a odolná síť.
Sdílení informací: Uživatelé v Meshtastic síti si mohou vyměňovat textové zprávy, sdílet polohu GPS, sledovat objekty a mnoho dalšího.

Výhody Meshtastic sítě:

Nízká cena: Hardware a software pro Meshtastic jsou relativně levné.
Velký dosah: Síť může dosahovat velkých vzdáleností, i v oblastech s nízkým pokrytím mobilních operátorů.
Decentralizovaná: Síť nezávisí na centrálním serveru, takže je odolná proti výpadkům a cenzuře.
Odolná: Dynamická topologie sítě zajišťuje, že i v případě výpadku některého uzlu síť bude fungovat.
Soukromá: Komunikace v síti je šifrovaná, takže je soukromá a bezpečná.

Aplikace Meshtastic sítě:

Venkovní aktivity: Turistika, kempování, geocaching
Katastrofy a krizové situace: Komunikace v případě výpadků napájení nebo mobilního signálu
Odlehlé oblasti: Poskytování komunikační infrastruktury v oblastech bez dostupného internetu nebo jiné infrastruktury
Bastlíři: Využití pro experimentování s bezdrátovou komunikací a sítěmi
Radioamatéři:Rozšiřování HAM obzorů za hranice klasického radioamatérství