- Основна топология на LoRaWAN мрежа
- Избиране на правилния шлюз LoRAWAN
- Шлюз Sentrius RG186 LoRaWAN
- Свързване на LoRaWAN Gateway с мрежата The Things
- Регистриране на шлюза с мрежовия сървър на Things
- Arduino Lora Node с помощта на RN2483
Lora Networks стават все по-популярни, тъй като около това се появяват толкова много IoT устройства, тази безжична комуникация с дълъг обхват с ниска мощност може да се побере в множество приложения. Вече използвахме популярния SX1278 LoRa Transceiver Module за изграждане на Arduino Lora Node и Raspberry Pi Lora Node за извършване на Peer to Peer комуникация. Но ако искате да проучите пълната мощ на LoRaWAN, ще трябва да настроите свой собствен шлюз и да позволите на вашите възли да комуникират с него. По този начин можете да имате няколко устройства, които говорят с вашия шлюз на големи разстояния.
Но когато започнах с процеса, се сблъсках с немалко обърквания, особено заради нестандартния честотен диапазон за LoRa тук, в Индия. Така че в тази статия ще ви насоча от избора на най-достъпния шлюз до регистрирането му в The Things Network и ще наблюдавам трафика на данни през него. Така че нека да започнем.
Основна топология на LoRaWAN мрежа
Но преди да стигнем там, е важно да разберем основната топология на мрежата LoRaWAN.
На най-долното ниво имаме действителните IoT устройства като температурен датчик или водомер или GPS тракер. Това обикновено са устройства с микроконтролер, сензори и приемо-предавател LoRa и се наричат Крайни възли. Тогава на всичкото отгоре имаме нашите шлюзове, които можете да си представите като сливане на Cell Tower и Wi-Fi рутер. по същество, той получава информация от нашите крайни възли, които са теоретично до 10 км, и насочва информацията към интернет. Шлюзът също ще има мощен микропроцесор, който изпълнява софтуер за препращане на пакети и модул за концентратор.
Обърнете внимание как един възел може да комуникира с повече от един шлюз, да управлява тези дублиращи се пакети данни и да контролира връзката нагоре и надолу, всички шлюзове са свързани към нещо, наречено Мрежов сървър. Можете да мислите за мрежовия сървър като доставчиците на клетъчни мрежи като T-Mobile или Jio. За LoRaWAN един от популярните доставчици на мрежи с отворен код е The Things Network, наред с много други. И накрая, на всичкото отгоре имаме сървър на приложения, който обикновено е уебсайт или мобилно приложение, което получава информация от мрежовия сървър и я представя с анализи на крайния потребител.
Избиране на правилния шлюз LoRAWAN
Сега знаем какво прави шлюз в цялата екосистема LoRaWAN. Въпросите са как да изберете и разположите такъв във вашия район? Честно казано, има толкова много опции, включително някои решения за „направи си сам“, но като се има предвид надеждността и достъпността, реших да отида с шлюза Sentrius RG186 LoRaWAN от Liard Connectivity. Ето спецификациите, които трябва да проверите, докато избирате шлюз за вашите приложения
Първото и най-важно нещо, което трябва да се има предвид, е Работна честота, в Индия законната работна честота за Lora е между 865Mhz и 867Mhz. Шлюзът, който имаме, е Sentrius RG186, който е 868Mhz версия, но може да поддържа честота от 863Mhz до 870Mhz, което много добре попада в нашите изисквания. Следва броят на каналите, шлюз LoRaWAN трябва да има минимум два канала, нашият шлюз има 5 канала, което означава, че може да комуникира едновременно с 5 крайни възли. Следва цената на шлюза, сега най-евтиният вариант тук е да изградите свой собствен lora шлюз, използвайки Raspberry Pi и RAK831 Concentrator board, но това ще има само един канал и следователно не може да бъде наречен LoRaWAN Gateway. Също така сравнявайки цената му с RG186, нямаше голяма разлика. След това трябва да изберем между закрит и външен шлюз. Външните шлюзове имат голям обсег, но са доста скъпи. RG186 е вътрешен портал и технически може да покрие разстояние от 15 км линия на видимост. Аз съм нетърпелив да направя тест за обхват на този, но нека го направим за някой друг видеоклип. И накрая, последното нещо е лекотата на конфигуриране, ако шлюзовете са сертифицирани от Lora Allianceтогава нещата стават много по-лесни, но тези шлюзове са много скъпи. Във всеки случай, ако планирате да използвате вашия шлюз с мрежата на нещата, тогава дори шлюзът RG186 го прави доста прост.
Шлюз Sentrius RG186 LoRaWAN
Когато закупите своя шлюз RG186, получавате почти всичко, от което се нуждаете, както можете да видите във видеото за разопаковане по-рано. Имаме самия шлюзов модем, след това 12V 2.5A адаптер с европейски щепсел, така че ще трябва да намерите адаптер, за да го използвате в Индия. Тогава имаме три антени и Ethernet кабел. Това е всичко, което ще ни трябва, за да настроим нашия шлюз. Имайте предвид, че нашият шлюз също поддържа Bluetooth Low Energy, но по време на създаването на това видео няма издадена документация от Liard за това как да се използва, така че това е нещо за в бъдеще.
От трите антени, две от късите са за 2.4 / 5.5GHz Wi-Fi комуникация, така че ги свържете към съответните конектори. Дългият е за 868Mhz LoRa комуникация, която влиза в този последен конектор. От предната страна можете да забележите конектор за захранване, потребителски бутон, бутон за нулиране и слот за SD карта. Шлюзът може да бъде свързан към интернет или чрез този Ethernet конектор, или чрез Wi-Fi. На гърба имаме важна информация като MAC ID и EUI. Запишете последните ни цифри от вашия Ethernet MAC ID, тъй като ще ни е необходим по-късно.
Сега, след като сме събрали нашия Gateway напълно, всичко, което трябва да направим, е да го включим с адаптера, който те предоставят, и да следваме някои много прости инструкции, за да го свържем с The Things Network. След като приключим, ще използваме и прост възел на Lora, за да изпратим малко тестово полезно натоварване до сървъра на TTN Network, за да проверим как работи. Нека ви покажа как се прави.
Свързване на LoRaWAN Gateway с мрежата The Things
Захранвайте вашия шлюз Sentrius RG186 с DC адаптера и включете Ethernet кабела от вашия шлюз към вашия рутер. След това се уверете, че вашият лаптоп също е свързан към същия рутер и въведете следния адрес. https: // rg1xx и след това последните 6 цифри на вашия MAC ID на шлюза, които отбелязахме по-рано, да речем, че моят е 29378B и след това се допълва с.local. Ако пише, връзката не е защитена, просто влезте в напреднали и кликнете върху продължи. По подразбиране потребителското име ще бъде sentrius, а паролата ще бъде RG1xx. Вече конфигурирах всичко, така че таблото ми за управление изглежда така.
Но трябва да влезете в Wi-Fi, да кликнете върху сканиране и да се свържете с вашия Wi-Fi рутер. След това щракнете върху LoRa и под предварително зададени, изберете неща мрежово наследство и кликнете върху прилагане Също така, не забравяйте да копирате EUI номера на шлюза, показан отляво, защото ще ни е необходим, докато регистрираме шлюза в мрежата на нещата.
След това под радиото трябва да изберем честотните канали, на които трябва да работи нашият шлюз. Имайте предвид, че тук имаме два радио модула, тук използвам модула Radio 0, за да работя в индийската честота, която е 865 до 867 MHz, и модула Radio 1, за да работи в европейската честота от 868 MHz. защото по някаква причина, въпреки че оперирам шлюза в Индия, е задължително да задам и едно радио на европейска честота. Така че настроих централната честота на радио 0 на 868,5 Mhz и настроих централната честота на радио 1 на 868,1 Mhz. Ако превъртите надолу, можете да видите, че всеки радиомодул има до 5 канала, за които честотите се разпределят автоматично въз основа на централната честота. За нашите модули Radio 0 са разпределени индийските честотни канали 865.1, 865.3, 865.5, 865.7 и 865.9. След проверка на тези стойности щракнете върху Актуализиране.
Регистриране на шлюза с мрежовия сървър на Things
Следващата стъпка е да регистрирате вашия шлюз с TTN, за да отворите thethingsnetwork.org и да се регистрирате, ако още не сте го направили. След това под конзолите щракнете върху шлюза и след това регистрирайте шлюза. Първо кликнете върху „Използвам пренасочващ пакет за стари версии“ и поставете номера на EUI, който сме копирали по-рано. След това дайте описание на вашия шлюз и изберете честотния план. Избирам Индия и най-близката опция за рутера за мен е Asia SE. След това използвайте картата, за да изберете местоположението на нашия шлюз, така че TTN също да може да го покаже на своята карта и след това да изберете закрит и накрая да регистрирате вашия шлюз.
По този начин вашият шлюз е регистриран и ако всичко е работило добре, трябва да забележите състоянието на свързан. Също така вижте раздела за трафика тук, който ще ни покаже дали нашият шлюз е обработил някакви пакети данни от близките възли на Lora. Тъй като нямаме такава, все пак тази страница е празна.
Също така, ако влезете в картата на TTN шлюза, ще видите списъка на вашия шлюз. Както можете да видите моите тук. След като това стане, нашият LoRaWAN Gateway е готов за действие. Сега всяко LoRa крайно устройство в този регион може да комуникира с мрежата от неща чрез нашия шлюз, за да тества това, изградих прост възел на Lora, използвайки Arduino.
Arduino Lora Node с помощта на RN2483
Той използва популярния RN2483 LoRa Transceiver IC от Microchip и е директно включен в Arduino за целите на тестването. След това съм програмирал Arduino да комуникира с мрежата на нещата на 868Mhz индийска честота, така че да остане законно да го управлява тук. Ако искате да знаете как създавам това, уведомете ме в раздела за коментари и ще направя отделно видео за него.
Просто качете кода в Arduino и го дръжте включен. Сега имаме възел Lora в близост до нашия шлюз, изпращащ малко тестов полезен товар към TTN сървъра. Нека проверим дали нашият шлюз е обработил някакви пакети, като влезе отново в секцията за трафик.
И да, както можете да видите, получаваме подробности за пакетите, които се препращат. Разбира се, не можете да видите действителните данни, но ние виждаме друга информация, като честотата, с която са получени пакетите, нейното ефирно време, адрес на устройството и размера на полезния товар.
След като вашият шлюз стане активен, като изпрати някакъв полезен товар на TTN сървъра, той също ще бъде изброен в ttnmapper по този начин, така че всеки лора възел във вашето населено място може да използва вашия шлюз за изпращане на данните им до TTN сървъра.
Така че това в голяма степен обобщава статията ми за шлюза RR186 LoRaWAN. Надявам се да е било полезно и да сте научили нещо по пътя. Ако имате някакви въпроси, оставете ги в раздела за коментари или използвайте форумите ни за други технически въпроси.