- Podstawowa topologia sieci LoRaWAN
- Wybór właściwej bramy LoRAWAN
- Brama Sentrius RG186 LoRaWAN
- Łączenie bramy LoRaWAN z siecią Things
- Rejestracja bramki na serwerze Things Network
- Węzeł Arduino Lora za pomocą RN2483
Sieci Lora stają się coraz bardziej popularne, a wokół tego pojawia się tak wiele urządzeń IoT, że ta bezprzewodowa komunikacja o niskim poborze mocy i dużym zasięgu może pasować do wielu zastosowań. Użyliśmy już popularnego modułu nadawczo-odbiorczego SX1278 LoRa do zbudowania węzła Arduino Lora i węzła Raspberry Pi Lora do wykonywania komunikacji peer to peer. Ale jeśli chcesz w pełni wykorzystać możliwości LoRaWAN, musisz skonfigurować własną bramę i umożliwić węzłom komunikację z nią. W ten sposób wiele urządzeń może komunikować się z Twoją bramą na duże odległości.
Ale kiedy zacząłem od tego procesu, napotkałem kilka nieporozumień, szczególnie z powodu niestandardowego zakresu częstotliwości LoRa tutaj w Indiach. Dlatego w tym artykule poprowadzę Cię od wybrania najbardziej przystępnej cenowo bramki do zarejestrowania jej w The Things Network i monitorowania ruchu danych przez nią. Więc zacznijmy.
Podstawowa topologia sieci LoRaWAN
Ale zanim to osiągniemy, ważne jest, aby zrozumieć podstawową topologię sieci LoRaWAN.
Na najniższym poziomie mamy rzeczywiste urządzenia IoT, takie jak czujnik temperatury, wodomierz lub tracker GPS. Są to zwykle urządzenia z mikrokontrolerem, czujnikami i transceiverem LoRa i nazywane są węzłami końcowymi. Oprócz tego mamy nasze bramy, które można pomyśleć jak połączenie wieży komórkowej i routera Wi-Fi. w zasadzie pobiera informacje z naszych węzłów końcowych, które teoretycznie są oddalone nawet o 10 km i wypycha je do Internetu. Brama będzie również wyposażona w potężny mikroprocesor obsługujący oprogramowanie przekazujące pakiety oraz moduł koncentratora.
Zwróć uwagę, jak jeden węzeł może komunikować się z więcej niż jedną bramą, aby zarządzać tymi zduplikowanymi pakietami danych i kontrolować łącze w górę i w dół, wszystkie bramy są połączone z czymś, co nazywa się serwerem sieciowym. Możesz myśleć o serwerze sieciowym jako o dostawcach sieci komórkowych, takich jak T-Mobile lub Jio. W przypadku LoRaWAN jednym z popularnych i otwartych dostawców sieci jest między innymi The Things Network. Wreszcie, przede wszystkim, mamy serwer aplikacji , który zwykle jest witryną internetową lub aplikacją mobilną, która pobiera informacje z serwera sieciowego i przedstawia je z analizą użytkownikowi końcowemu.
Wybór właściwej bramy LoRAWAN
Teraz wiemy, co robi bramka w całym ekosystemie LoRaWAN. Pytania dotyczą tego, jak wybrać i wdrożyć taki w swojej okolicy? Szczerze mówiąc, jest tak wiele opcji, w tym niektóre rozwiązania dla majsterkowiczów, ale mając na uwadze niezawodność i przystępną cenę, zdecydowałem się na Sentrius RG186 LoRaWAN Gateway firmy Liard Connectivity. Oto specyfikacje, które należy sprawdzić, wybierając bramę dla swoich aplikacji
Pierwszą i najważniejszą rzeczą do rozważenia jest częstotliwość operacyjna, w Indiach legalna częstotliwość pracy dla Lory wynosi od 865 MHz do 867 MHz. Bramka, którą mamy, to Sentrius RG186 w wersji 868 MHz, ale może obsługiwać częstotliwość od 863 MHz do 870 MHz, co bardzo dobrze spełnia nasze wymagania. Dalej jest liczba kanałów, brama LoRaWAN powinna mieć minimum dwa kanały, nasza brama ma 5 kanałów, co oznacza, że może komunikować się z 5 węzłami końcowymi w tym samym czasie. Dalej jest koszt bramy, teraz najtańszą opcją jest zbudowanie własnej bramki Lora przy użyciu Raspberry Pi i płyty koncentratora RAK831, ale będzie ona miała tylko jeden kanał i dlatego nie może być nazywana bramą LoRaWAN. Porównując również jego cenę z RG186, nie było dużej różnicy. Następnie musimy wybrać bramę wewnętrzną i zewnętrzną. Bramy zewnętrzne mają duży zasięg, ale są dość drogie. RG186 jest bramą wewnętrzną i technicznie może pokonać odległość 15 km w linii wzroku. Chętnie zrobię test zasięgu na tym, ale zróbmy to dla innego filmu. Wreszcie ostatnią rzeczą jest łatwość konfiguracji, jeśli bramki są certyfikowane przez Lora Alliancewtedy sprawy stają się dużo łatwiejsze, ale te bramy są bardzo drogie. W każdym razie, jeśli planujesz używać swojej bramy z siecią Things Network, nawet brama RG186 sprawia, że jest to całkiem proste.
Brama Sentrius RG186 LoRaWAN
Kupując bramę RG186, otrzymujesz prawie wszystko, czego potrzebujesz, jak widać na wcześniejszym filmie z rozpakowywania. Mamy sam modem do bramy, a następnie adapter 12 V 2,5 A z wtyczką europejską, więc musisz znaleźć adapter, aby go używać w Indiach. Następnie mamy trzy anteny i kabel Ethernet. To wszystko, czego będziemy potrzebować, aby skonfigurować naszą bramę. Zwróć uwagę, że nasza bramka obsługuje również technologię Bluetooth Low Energy, ale w momencie tworzenia tego filmu Liard nie opublikował żadnej dokumentacji, aby z niej korzystać, więc to coś na przyszłość.
Z trzech anten dwie krótkie są przeznaczone do komunikacji Wi-Fi 2,4 / 5,5 GHz, więc podłącz je do odpowiednich złączy. Długi jest przeznaczony do komunikacji 868 MHz LoRa, która trafia do ostatniego złącza. Z przodu widać złącze zasilania, przycisk użytkownika, przycisk resetowania i gniazdo kart SD. Bramkę można podłączyć do Internetu za pomocą tego złącza Ethernet lub przez Wi-Fi. Na odwrocie mamy kilka ważnych informacji, takich jak MAC ID i EUI. Zanotuj ostatnią z naszych cyfr identyfikatora MAC ID sieci Ethernet, ponieważ będziemy go później potrzebować.
Teraz, gdy mamy już całkowicie zmontowaną bramę, wszystko, co musimy zrobić, to zasilić ją za pomocą dostarczonego adaptera i postępować zgodnie z bardzo prostymi instrukcjami, aby połączyć ją z siecią Things Network. Gdy to zrobisz, użyjemy również prostego węzła Lora do wysłania ładunku testowego do serwera sieci TTN, aby sprawdzić, jak to działa. Pokażę ci, jak to się robi.
Łączenie bramy LoRaWAN z siecią Things
Zasil bramę Sentrius RG186 za pomocą adaptera prądu stałego i podłącz kabel Ethernet z bramy do routera. Następnie upewnij się, że twój laptop jest również podłączony do tego samego routera i wprowadź następujący adres. https: // rg1xx, a następnie ostatnie 6 cyfr identyfikatora MAC Twojej bramy, który zanotowaliśmy wcześniej, powiedzmy, że mój to 29378B, a następnie uzupełniony o.local. Jeśli mówi, że połączenie nie zostało zabezpieczone, po prostu przejdź do zaawansowanego i kliknij Kontynuuj. Domyślnie nazwa użytkownika to sentrius, a hasło to RG1xx. Skonfigurowałem już wszystko, więc mój dashboard wygląda tak.
Ale musisz wejść do Wi-Fi, kliknąć skanowanie i połączyć się z routerem Wi-Fi. Następnie kliknij LoRa i pod presetem wybierz rzeczy sieciowe i kliknij Zastosuj. Pamiętaj również, aby skopiować numer EUI bramy widoczny po lewej stronie, ponieważ będziemy go potrzebować podczas rejestracji bramy w sieci Things.
Następnie pod radiem musimy wybrać kanały częstotliwości, na których ma działać nasza bramka. Zauważ, że mamy tutaj dwa moduły radiowe, używam tutaj modułu Radio 0 do pracy na częstotliwości indyjskiej od 865 do 867 MHz i modułu Radio 1 do pracy na częstotliwości europejskiej 868 MHz. ponieważ z jakiegoś powodu, mimo że obsługuję bramkę w Indiach, obowiązkowe jest również ustawienie jednego radia na częstotliwości europejskiej. Więc ustawiłem częstotliwość środkową Radia 0 na 868,5 MHz i ustawiłem częstotliwość środkową Radia 1 na 868,1 MHz. Jeśli przewiniesz w dół, zobaczysz, że każdy moduł radiowy ma do 5 kanałów, dla których częstotliwości są automatycznie przydzielane na podstawie częstotliwości środkowej. Dla naszych modułów Radio 0 przydzielane są indyjskie kanały częstotliwości 865,1, 865,3, 865,5, 865,7 i 865,9. Po sprawdzeniu tych wartości kliknij Aktualizuj.
Rejestracja bramki na serwerze Things Network
Następnym krokiem jest zarejestrowanie bramy w TTN, aby to zrobić, otwórz thethingsnetwork.org i zarejestruj się, jeśli jeszcze tego nie zrobiłeś. Następnie pod konsolami kliknij na bramę i zarejestruj bramę. Najpierw kliknij „Używam starszego przekazywania pakietów” i wklej numer EUI, który skopiowaliśmy wcześniej. Następnie podaj opis swojej bramki i wybierz plan częstotliwości. Wybieram Indie, a najbliższa opcja routera to Asia SE. Następnie użyj mapy, aby wybrać lokalizację naszej bramy, aby TTN również mogła wyświetlić ją na swojej mapie, a następnie wybierz wewnętrzną i ostatecznie zarejestruj swoją bramę.
W ten sposób twoja brama jest zarejestrowana i jeśli wszystko działało poprawnie, powinieneś zauważyć status połączenia. Sprawdź również sekcję dotyczącą ruchu, która pokaże nam, czy nasza brama przetworzyła jakiekolwiek pakiety danych z pobliskich węzłów Lora. Ponieważ jeszcze go nie mamy, ta strona jest pusta.
Ponadto, jeśli wejdziesz na mapę bramy TTN, zobaczysz swoją bramę. Tak jak możesz zobaczyć moje tutaj. Gdy to zrobisz, nasza Brama LoRaWAN jest gotowa do działania. Teraz każde urządzenie końcowe LoRa w tym regionie może komunikować się z siecią rzeczy za pośrednictwem naszej bramy, aby to przetestować, zbudowałem prosty węzeł Lora za pomocą Arduino.
Węzeł Arduino Lora za pomocą RN2483
Wykorzystuje popularny układ scalony RN2483 LoRa Transceiver firmy Microchip i jest bezpośrednio podłączony do Arduino w celach testowych. Następnie zaprogramowałem Arduino tak, aby komunikował się z siecią Things na częstotliwości indyjskiej 868 MHz, aby można było ją tutaj obsługiwać. Jeśli chcesz wiedzieć, jak to buduję, daj mi znać w sekcji komentarzy, a zrobię dla tego osobny film.
Po prostu prześlij kod do Arduino i włącz go. Teraz mamy węzeł Lora w pobliżu naszej bramy, wysyłający testowy ładunek do serwera TTN. Sprawdźmy, czy nasza brama przetworzyła jakiekolwiek pakiety, ponownie wchodząc do sekcji ruchu.
I tak, jak widać, otrzymujemy szczegółowe informacje o przesyłanych pakietach. Oczywiście nie można zobaczyć rzeczywistych danych, ale widzimy inne informacje, takie jak częstotliwość odbierania pakietów, czas antenowy, adres urządzenia i rozmiar ładunku.
Gdy twoja brama zostanie aktywowana przez wysłanie jakiegoś ładunku do serwera TTN, zostanie on również wymieniony na ttnmapper w ten sposób, aby każdy węzeł lora w twojej miejscowości mógł wykorzystać twoją bramę do wysłania swoich danych do serwera TTN.
Więc to właściwie podsumowuje mój artykuł na temat bramki RG186 LoRaWAN. Mam nadzieję, że przydał się i nauczyłeś się czegoś po drodze. Jeśli masz jakieś pytania, zostaw je w sekcji komentarzy lub skorzystaj z naszych forów w celu uzyskania innych pytań technicznych.