Bouton déporté d'arrêt du réveil en LoRa

Architecture retenue

Le bouton et le Raspberry Pi communiquent directement en LoRa point-à-point. Il ne s’agit pas de LoRaWAN : il n’y a ni passerelle Internet, ni compte cloud, ni serveur externe. Le Raspberry est le récepteur permanent (« serveur ») et le bouton Arduino est un émetteur qui attend un accusé de réception.

La première implémentation cible deux modules RFM95/SX1276 en 868 MHz : un sur le Raspberry Pi 3 et un sur l’Arduino Pro Mini 3,3 V / 8 MHz. Les deux radios doivent employer exactement les mêmes paramètres :

Paramètre	Valeur
Fréquence	868,1 MHz
Bande passante	125 kHz
Facteur d’étalement	SF9
Taux de codage	4/5
Préambule	8 symboles
CRC de charge utile	activé
En-tête	explicite
Mot de synchronisation	0x12 (réseau privé)
Puissance Raspberry	14 dBm

Le processus RobineWake.LoRa.Server ouvre spidev0.0, configure le SX1276 puis écoute en réception continue. Il interroge les drapeaux d’interruption toutes les 25 ms ; la broche DIO0 n’est donc pas requise. Après chaque paquet valide, il repasse brièvement en émission pour envoyer la réponse, puis revient automatiquement en écoute.

Câblage RFM95 vers Raspberry Pi 3

Le module est strictement en 3,3 V. Ne jamais relier VCC à 5 V et ne jamais émettre sans antenne.

RFM95 / SX1276	Raspberry Pi	Broche physique
3.3V	3,3 V	1 ou 17
GND	masse	6
SCK	GPIO11 / SPI0 SCLK	23
MISO	GPIO9 / SPI0 MISO	21
MOSI	GPIO10 / SPI0 MOSI	19
NSS / CS	GPIO8 / SPI0 CE0	24
RESET	tirage 10 kΩ vers 3,3 V	—
DIO0	non connecté pour cette version	—

Placer au minimum un condensateur de 100 nF et un de 10 µF entre 3,3 V et GND au plus près du module. Utiliser une antenne 868 MHz adaptée ; un simple fil quart d’onde mesure environ 86 mm.

Le SPI est déjà activé dans l’image Nerves avec dtparam=spi=on. Au démarrage, le pilote lit RegVersion et exige 0x12. Une autre valeur fait passer le service en état indisponible plutôt que d’écouter avec une radio mal câblée.

Association et authentification

L’utilisateur ouvre une fenêtre d’association de 30 à 300 secondes depuis l’app mobile ou web. Le bouton envoie alors un paquet pair. Le Raspberry crée un secret aléatoire de 256 bits, le conserve dans ses paramètres privés et le retourne une seule fois au bouton. La réponse est mise en cache pendant cinq minutes : si l’accusé est perdu, la même demande reçoit exactement le même secret au lieu de créer une nouvelle association.

Chaque arrêt signe avec HMAC-SHA256 les octets suivants :

rw-remote-v1 NUL identifiant NUL compteur-décimal NUL dismiss

Le compteur doit être persisté dans l’EEPROM du bouton avant l’émission. Le Raspberry vérifie le HMAC puis persiste le compteur avant d’arrêter la session. Une retransmission du dernier compteur est acquittée sans rejouer l’action ; un compteur plus ancien est rejeté.

Vecteur de compatibilité : secret composé de 32 octets 42, identifiant button-001122334455, compteur 7, résultat 5afbdaf88cbe8167dd711c4492008bb956932b7351f26b60db69237639d9f995.

Protocole radio

Chaque charge utile est un document JSON UTF-8 de 255 octets maximum.

Association :

{"v":1,"id":"p1","op":"pair","body":{"button_id":"button-a1b2","name":"Bouton chevet"}}

Arrêt :

{"v":1,"id":"d7","op":"dismiss","body":{"button_id":"button-a1b2","counter":7,"mac":"<64 caractères hexadécimaux>"}}

Le champ id sert à reconnaître l’accusé. Le bouton peut retransmettre le même paquet en cas de silence ; le Raspberry conserve les 32 dernières réponses pendant cinq minutes.

Configuration et diagnostic

La configuration se trouve dans config/target.exs. Le service démarre automatiquement sur le Raspberry et réessaie d’ouvrir la radio toutes les cinq secondes si le module est absent.

Dans une console IEx du réveil :

RobineWake.LoRa.Server.status()

Un état normal ressemble à :

%{state: :listening, packets_received: 3, packets_rejected: 0, last_error: nil}

La référence exacte du module doit être vérifiée avant câblage. Un E32/E220 ou un module SX126x n’utilise pas ce pilote SPI SX1276 et nécessite un adaptateur différent.