MeshCom: Revolutionäres off-grid-Kommunikationssystem für Funkamateure

Einführung in MeshCom

MeshCom ist ein innovatives Projekt des Institute of Citizen Science for Space & Wireless Communication, das die Kommunikation unabhängig von bestehender Infrastruktur ermöglicht. Es nutzt LORA™-Funkmodule und das APRS-Protokoll, um ein robustes, textbasiertes Mesh-Netzwerk im 70-cm-Band aufzubauen. Ziel ist ein energieeffizientes, kostengünstiges und dezentrales Kommunikationssystem, das besonders für Funkamateure, Outdoor-Enthusiasten und Notfallsituationen geeignet ist.

Technische Grundlagen, LORA-Technologie

Die Basis von MeshCom bilden LORA-Funkmodule, die mit geringer Sendeleistung Daten wie Textnachrichten, Positionsdaten, Messwerte und Fernsteuerungsbefehle über weite Distanzen übertragen können. Diese Module sind kostengünstig und energieeffizient, was sie ideal für den Einsatz in abgelegenen Gebieten ohne Internetzugang macht.

Mesh-Netzwerk

MeshCom nutzt eine Mesh-Topologie, bei der jedes Gerät (Node) als Repeater für Nachrichten anderer Nodes fungiert. Das Netzwerk konfiguriert sich selbstständig mittels Flooding-Algorithmen: Ein Node sendet eine Beacon-Nachricht, die von benachbarten Nodes empfangen und weitergeleitet wird. Nach Abschluss des Flooding-Prozesses entsteht in jedem Node und Gateway eine Mesh-Tabelle basierend auf Empfangshistorie und Signalstärke (RSSI). Diese Struktur ermöglicht eine automatische Routenbildung und -anpassung bei Ausfällen, ohne dass eine zentrale Infrastruktur nötig ist.

Gateways und HAMNET

MeshCom-Gateways, idealerweise über HAMNET verbunden, erweitern das Netzwerk, indem sie isolierte Funknetzwerke miteinander verbinden. Dies ermöglicht die Kommunikation über große Distanzen und sogar zwischen Kontinenten, indem Daten über das Amateurfunk-IP-Netzwerk (HAMNET) weitergeleitet werden.

Hauptmerkmale von MeshCom 4.0, Selbstheilendes Netzwerk

Das MeshCom-Netzwerk ist selbstorganisierend und selbstheilend. Wenn ein Pfad ausfällt, werden neue Routen automatisch konfiguriert, was die Zuverlässigkeit erhöht.

Vielseitige Kommunikation

Jeder Node kann Textnachrichten, Positionsdaten, Wetterdaten (WX) oder Telemetriedaten senden und empfangen. Nachrichten können an alle Nodes (ALL) oder gezielt an Gruppen (GRC) gesendet werden, wobei Gruppe 9 ausschließlich lokale Funkübertragungen nutzt.

Unterstützte Hardware

MeshCom 4.0 unterstützt Module wie RAK Wireless WisBlock Core RAK4631, T-Beam T22 V1.1 und Lilygo/Heltec-Boards mit ESP32- oder nRF52-Prozessoren, LoRa-Chips und GPS. Viele dieser Module sind kostengünstig über Plattformen wie Banggood oder Amazon erhältlich.

Energieeffizienz

Durch Deaktivierung von Sleep-Modi und Optimierungen wie einem erhöhten GPS-Positionsübertragungsintervall (15 Minuten im Standardmodus) bleibt das System stromsparend und dauerhaft betriebsbereit.

Benutzerfreundlichkeit

Die Firmware bietet Funktionen wie einen festen Bluetooth-PIN („000000“) für einfache Verbindungen, OTA-Updates über WLAN und eine Weboberfläche (MeshDash-SQL) zur Nachrichtenverwaltung. Die Installation kann über einen Web-Flasher erfolgen, und ein Dashboard (meshcom.oevsv.at) zeigt den Status des Netzwerks.

Anwendungsszenarien

MeshCom ist vielseitig einsetzbar:

• Notfallkommunikation: In Gebieten ohne Mobilfunk oder Internet bietet MeshCom eine zuverlässige Kommunikationslösung.
• Outdoor-Aktivitäten: Wanderer, Skifahrer oder Piloten können Positionsdaten und Nachrichten austauschen.
• Sensordaten: Nodes mit Sensoren senden regelmäßig Wetter- oder Telemetriedaten, die über aprs.fi visualisiert werden können.

Einrichtung und Betrieb

Die Einrichtung ist einfach: Die Firmware wird auf kompatible LoRa-Module geflasht, wobei EU433 als Region für Amateurfunk-Kompatibilität empfohlen wird. Gateways erhalten automatisch eine IP-Adresse über WLAN (DHCP) und verbinden sich bei 44.x.x.x-Netzwerken über HAMNET mit dem MeshCom-Server. Textnachrichten werden über Clients (z. B. Smartphone-Apps oder MeshDash-SQL) gesendet, während Positionsmeldungen automatisch erfolgen.

MeshDash-SQL: Web-basierte Verwaltung

MeshDash-SQL ist eine PHP-basierte Webanwendung, die Nachrichten und Nodes über eine SQLite3-Datenbank verwaltet. Sie läuft ideal auf einem Raspberry Pi und bietet Funktionen wie Filtergruppen, akustische Benachrichtigungen und Fernsteuerung von LoRa-Modulen. Die Installation ist durch ein automatisiertes Skript für Raspbian vereinfacht, und Updates erfolgen über die Weboberfläche.

Fazit

MeshCom 4.0 ist ein bahnbrechendes Werkzeug für Funkamateure und alle, die robuste, dezentrale Kommunikation suchen. Mit LORA-Technologie, einer selbstheilenden Mesh-Topologie und Integration in HAMNET bietet es eine kostengünstige, flexible Lösung für Off-Grid-Kommunikation. Ob in Notfällen, bei Outdoor-Abenteuern oder für experimentelle Projekte – MeshCom verbindet Menschen und Daten, wo herkömmliche Netzwerke versagen.

Weitere Informationen und Downloads findest du auf icssw.org und meshcom.oevsv.at.