Настройка шлюза lorawan в индии для связи с сетью вещей - обзор шлюза laird rg186

Сети Lora становятся все более популярными, поскольку вокруг них появляется так много устройств IoT, что эта маломощная беспроводная связь на большие расстояния может быть использована во множестве приложений. Мы уже использовали популярный модуль приемопередатчика SX1278 LoRa для создания узла Arduino Lora и узла Raspberry Pi Lora для выполнения одноранговой связи. Но если вы хотите исследовать всю мощь LoRaWAN, вам придется настроить свой собственный шлюз и разрешить вашим узлам связываться с ним. Таким образом, вы можете подключить к шлюзу несколько устройств на больших расстояниях.

Но когда я начал процесс, я столкнулся с рядом недоразумений, особенно из-за нестандартного частотного диапазона для LoRa здесь, в Индии. Итак, в этой статье я проведу вас от выбора наиболее доступного шлюза до его регистрации в The Things Network и отслеживания трафика данных через него. Итак, приступим.

Базовая топология сети LoRaWAN

Но прежде чем мы дойдем до этого, важно понять базовую топологию сети LoRaWAN.

На самом нижнем уровне у нас есть настоящие IoT-устройства, такие как датчик температуры, счетчик воды или GPS-трекер. Обычно это устройства с микроконтроллером, датчиками и трансивером LoRa, которые называются конечными узлами. Кроме того, у нас есть шлюзы, которые можно представить как сочетание вышки сотовой связи и маршрутизатора Wi-Fi. в основном, он получает информацию от наших конечных узлов, которые теоретически находятся на расстоянии до 10 км, и отправляет информацию в Интернет. Шлюз также будет иметь мощный микропроцессор, который запускает программное обеспечение пересылки пакетов и модуль концентратора.

Обратите внимание, как один узел может взаимодействовать более чем с одним шлюзом, чтобы управлять этими дублирующимися пакетами данных и контролировать восходящие и нисходящие каналы, все шлюзы подключены к чему-то, что называется сетевым сервером. Вы можете думать о сетевом сервере как о провайдере сотовой сети, таком как T-Mobile или Jio. Для LoRaWAN одним из популярных сетевых провайдеров с открытым исходным кодом является The Things Network среди многих других. Наконец, помимо всего прочего, у нас есть сервер приложений, который обычно представляет собой веб-сайт или мобильное приложение, которое получает информацию с сетевого сервера и представляет ее с аналитическими данными конечному пользователю.

Выбор подходящего шлюза LoRAWAN

Теперь мы знаем, что делает шлюз во всей экосистеме LoRaWAN. Возникает вопрос, как выбрать и развернуть его в вашем районе? Честно говоря, существует так много вариантов, включая некоторые решения для самостоятельной сборки, но, имея в виду надежность и доступность, я решил использовать шлюз Sentrius RG186 LoRaWAN от Liard Connectivity. Вот спецификации, которые вы должны проверить при выборе шлюза для ваших приложений.

Первое и главное, чтобы рассмотреть, является Рабочая частота, в Индии, правовая рабочая частота для Lora между 865Mhz до 867Mhz. У нас есть шлюз Sentrius RG186 версии 868 МГц, но он может поддерживать частоту от 863 МГц до 870 МГц, что очень хорошо соответствует нашим требованиям. Далее идет количество каналов, шлюз LoRaWAN должен иметь как минимум два канала, наш шлюз имеет 5 каналов, что означает, что он может взаимодействовать с 5 конечными узлами одновременно. Далее стоит стоимость шлюза, теперь самый дешевый вариант - создать собственный шлюз lora с использованием платы Raspberry Pi и RAK831 Concentrator, но у нее будет только один канал и, следовательно, его нельзя назвать шлюзом LoRaWAN. Кроме того, сравнивая его цену с RG186, особой разницы не было. Затем мы должны выбрать между внутренним и внешним шлюзом. Наружные шлюзы имеют большой радиус действия, но стоят довольно дорого. RG186 - это внутренний шлюз, который технически может покрывать расстояние до 15 км в зоне прямой видимости. Я очень хочу провести тест диапазона на этом, но давайте сделаем это для другого видео. Наконец, последнее - это простота настройки, вот если шлюзы сертифицированы Lora Alliance.тогда все становится намного проще, но эти шлюзы очень дороги. В любом случае, если вы планируете использовать свой шлюз с сетью вещей, то даже шлюз RG186 делает это довольно простым.

Sentrius RG186 LoRaWAN шлюз

Приобретая шлюз RG186, вы получаете почти все необходимое, как вы можете видеть в видео о распаковке ранее. У нас есть сам модем шлюза, затем адаптер 12 В 2,5 А с европейской вилкой, так что вам придется найти адаптер, чтобы использовать его в Индии. Затем у нас есть три антенны и кабель Ethernet. Это все, что нам понадобится для настройки нашего шлюза. Обратите внимание, что наш шлюз также поддерживает Bluetooth Low Energy, но на момент создания этого видео Лиард не выпустил никакой документации о том, как его использовать, так что это дело будущего.

Из трех антенн две короткие предназначены для связи Wi-Fi 2,4 / 5,5 ГГц, поэтому подключите их к соответствующим разъемам. Длинный для связи LoRa 868 МГц, который идет в этот последний разъем. На лицевой стороне можно заметить разъем питания, пользовательскую кнопку, кнопку сброса и слот для SD-карты. Шлюз может быть подключен к Интернету через этот разъем Ethernet или через Wi-Fi. На обратной стороне у нас есть важная информация, такая как MAC ID и EUI. Запишите последнюю цифру вашего Ethernet MAC ID, так как он нам понадобится позже.

Теперь, когда у нас есть полностью собранный шлюз, все, что нам нужно сделать, это включить его с помощью предоставленного адаптера и выполнить несколько очень простых инструкций, чтобы подключить его к The Things Network. Как только это будет сделано, мы также будем использовать простой узел Lora для отправки некоторой тестовой полезной нагрузки на сервер сети TTN, чтобы проверить, как он работает. Позвольте мне показать вам, как это делается.

Подключение шлюза LoRaWAN к сети Things Network

Подключите шлюз Sentrius RG186 к адаптеру постоянного тока и подключите кабель Ethernet от шлюза к маршрутизатору. Затем убедитесь, что ваш ноутбук также подключен к тому же маршрутизатору, и введите следующий адрес. https: // rg1xx, а затем последние 6 цифр MAC-идентификатора вашего шлюза, которые мы отметили ранее, скажем, у меня 29378B, а затем заполните.local. Если он говорит, что соединение не защищено, просто перейдите в расширенный режим и нажмите «Продолжить». По умолчанию имя пользователя - sentrius, а пароль - RG1xx. Я уже все настроил, поэтому мой дашборд выглядит так.

Но вам нужно войти в Wi-Fi, нажать на сканирование и подключиться к своему Wi-Fi роутеру. Затем нажмите LoRa и в разделе «Предустановки» выберите «Сетевое наследие» и нажмите «Применить». Кроме того, не забудьте скопировать номер EUI шлюза, показанный слева, потому что он понадобится нам при регистрации шлюза в сети Things.

Затем под радио мы должны выбрать частотные каналы, на которых должен работать наш шлюз. Обратите внимание, что у нас есть два радиомодуля. Я использую модуль Radio 0 для работы на индийской частоте, которая составляет от 865 до 867 МГц, и модуль Radio 1 для работы на европейской частоте 868 МГц. потому что по какой-то причине, хотя я использую шлюз в Индии, необходимо также установить одно радио на европейскую частоту. Итак, я установил центральную частоту Радио 0 на 868,5 МГц и установил центральную частоту Радио 1 на 868,1 МГц. Если вы прокрутите вниз, вы увидите, что каждый радиомодуль имеет до 5 каналов, для которых частоты автоматически распределяются на основе центральной частоты. Для наших модулей Radio 0 выделены индийские частотные каналы 865.1, 865.3, 865.5, 865.7 и 865.9. После проверки этих значений нажмите «Обновить».

Регистрация шлюза на сервере Things Network

Следующим шагом является регистрация вашего шлюза в TTN, для этого откройте thethingsnetwork.org и зарегистрируйтесь, если вы еще этого не сделали. Затем под консолями нажмите на шлюз и затем зарегистрируйте шлюз. Сначала нажмите «Я использую устаревший сервер пересылки пакетов» и вставьте номер EUI, который мы скопировали ранее. Затем дайте описание вашего шлюза и выберите частотный план. Я выбираю Индию, и ближайший вариант маршрутизатора для меня - Asia SE. Затем используйте карту, чтобы выбрать местоположение нашего шлюза, чтобы TTN также мог отображать его на своей карте, а затем выберите внутренний и, наконец, зарегистрируйте свой шлюз.

Таким образом, ваш шлюз полностью зарегистрирован, и если все работает нормально, вы должны заметить, что статус подключен. Также ознакомьтесь с разделом трафика здесь, который покажет нам, обработал ли наш шлюз какие-либо пакеты данных от ближайших узлов Lora. Поскольку у нас его нет, эта страница пока пуста.

Кроме того, если вы попадете на карту шлюза TTN, вы увидите, что ваш шлюз отображается в списке. Как вы можете увидеть мою здесь. Как только это будет сделано, наш шлюз LoRaWAN готов к действию. Теперь любое конечное устройство LoRa в этом регионе может связываться с сетью вещей через наш шлюз, чтобы проверить это, я построил простой узел Lora, используя Arduino.

Узел Arduino Lora с использованием RN2483

Он использует популярную микросхему приемопередатчика RN2483 LoRa от Microchip и напрямую подключается к Arduino для целей тестирования. Затем я запрограммировал Arduino для связи с сетью Things на индийской частоте 868 МГц, так что здесь разрешено использовать ее. Если вы хотите знать, как я это создаю, дайте мне знать в разделе комментариев, и я сделаю для этого отдельное видео.

Просто загрузите код в Arduino и держите его включенным. Теперь у нас есть узел Lora в непосредственной близости от нашего шлюза, который отправляет тестовые данные на сервер TTN. Проверим, обработал ли наш шлюз какие-либо пакеты, снова войдя в раздел трафика.

И да, как видите, мы получаем подробную информацию о пересылаемых пакетах. Конечно, вы не можете увидеть фактические данные, но мы видим другую информацию, такую ​​как частота, с которой были получены пакеты, его эфирное время, адрес устройства и размер полезной нагрузки.

Как только ваш шлюз станет активным, отправив некоторую полезную нагрузку на сервер TTN, он также будет указан в ttnmapper таким образом, чтобы любой узел lora в вашей местности мог использовать ваш шлюз для отправки своих данных на сервер TTN.

Это в значительной степени резюмирует мою статью о шлюзе RG186 LoRaWAN. Надеюсь, это было полезно, и вы кое-чему научились. Если у вас есть какие-либо вопросы, оставляйте их в разделе комментариев или используйте наши форумы для других технических вопросов.