- Основна топологія мережі LoRaWAN
- Вибір правильного шлюзу LoRAWAN
- Шлюз Sentrius RG186 LoRaWAN
- Підключення шлюзу LoRaWAN до мережі The Things
- Реєстрація шлюзу на сервері Things Network
- Вузол Arduino Lora з використанням RN2483
Мережі Lora стають все більш популярними, оскільки навколо цього з’являється стільки пристроїв IoT, цей бездротовий бездротовий зв’язок низької потужності може вписатися в безліч програм. Ми вже використовували популярний трансиверний модуль SX1278 LoRa для побудови вузла Arduino Lora та вузла Raspberry Pi Lora для здійснення взаємодії з одноранговою мережею. Але якщо ви хочете вивчити всю потужність LoRaWAN, вам доведеться створити власний шлюз і дозволити вашим вузлам спілкуватися з ним. Таким чином, ви можете мати кілька пристроїв, що розмовляють із вашим шлюзом на великі відстані.
Але коли я розпочав процес, я зіткнувся з багатьма плутанинами, особливо через нестандартний діапазон частот для LoRa тут, в Індії. Тож у цій статті я допоможу вам вибрати найдоступніший шлюз і зареєструвати його в The Things Network та відстежувати ваш трафік даних за ним. Тож давайте почнемо.
Основна топологія мережі LoRaWAN
Але перед тим, як дістатися туди, важливо зрозуміти основну топологію мережі LoRaWAN.
На найнижчому рівні ми маємо фактичні пристрої IoT, такі як датчик температури, лічильник води чи GPS-трекер. Зазвичай це пристрої з мікроконтролером, датчиками та трансивером LoRa, і їх називають Кінцевими Вузлами. Тоді крім цього, у нас є наші шлюзи, які ви можете уявити як поєднання стільникової вежі та маршрутизатора Wi-Fi. в основному, він отримує інформацію від наших кінцевих вузлів, які теоретично сягають 10 км, і витісняє інформацію в Інтернет. Шлюз також матиме потужний мікропроцесор, який запускає програмне забезпечення пересилання пакетів та модуль концентратора.
Зверніть увагу, як один вузол може взаємодіяти з декількома шлюзами, керувати цими повторюваними пакетами даних та контролювати висхідну та низхідну лінії зв'язку, всі шлюзи підключені до чогось, що називається Мережевим сервером. Ви можете думати про мережевий сервер як про постачальників стільникових мереж, таких як T-Mobile або Jio. Для LoRaWAN одним з популярних постачальників мереж із відкритим кодом є The Things Network, серед багатьох інших. Нарешті, крім усього, у нас є сервер додатків, який, як правило, є веб-сайтом або мобільним додатком, який отримує інформацію від мережевого сервера і представляє її з аналітикою кінцевому користувачеві.
Вибір правильного шлюзу LoRAWAN
Тепер ми знаємо, що робить шлюз у всій екосистемі LoRaWAN. Питання полягають у тому, як вибрати та розгорнути такий у своєму районі? Чесно кажучи, існує так багато варіантів, включаючи деякі рішення «зроби сам», але маючи на увазі надійність та доступність, я вирішив піти на шлюз Sentrius RG186 LoRaWAN від Liard Connectivity. Ось технічні характеристики, які слід перевірити, вибираючи шлюз для своїх програм
Перше і головне, що слід врахувати, це робоча частота, в Індії дозволена робоча частота для Лори становить від 865 МГц до 867 МГц. Шлюз, який ми маємо, - це Sentrius RG186, який має версію 868 МГц, але він може підтримувати частоту від 863 МГц до 870 МГц, що дуже добре відповідає нашим вимогам. Далі йде кількість каналів, шлюз LoRaWAN повинен мати мінімум два канали, наш шлюз має 5 каналів, тобто він може спілкуватися з 5 кінцевими вузлами одночасно. Далі йде вартість шлюзу, зараз найдешевшим варіантом тут є побудова власного шлюзу lora за допомогою плати концентратора Raspberry Pi та RAK831, але це буде мати лише один канал, і тому його не можна називати шлюзом LoRaWAN. Крім того, порівнявши ціну з RG186, різниці не було. Тоді ми повинні вибрати між закритим та зовнішнім шлюзом. Зовнішні шлюзи мають велику дальність, але вони досить дорогі. RG186 - це внутрішній шлюз, який технічно може подолати відстань 15 км прямої видимості. Я дуже хочу провести тест на діапазон, але давайте зробимо це для іншого відео. Нарешті, останнє - це простота налаштування, якщо шлюзи сертифіковані Lora Allianceтоді все стає набагато простішим, але ці шлюзи дуже дорогі. У будь-якому випадку, якщо ви плануєте використовувати свій шлюз із мережею речей, то навіть шлюз RG186 робить це досить простим.
Шлюз Sentrius RG186 LoRaWAN
Купуючи шлюз RG186, ви майже отримуєте все необхідне, як ви могли бачити у відеоролику про розпакування раніше. У нас є сам модем шлюзу, а потім адаптер 12 В 2,5 А з європейською вилкою, тож вам доведеться знайти адаптер, щоб використовувати його в Індії. Тоді ми маємо три антени та кабель Ethernet. Це все, що нам знадобиться для налаштування нашого шлюзу. Зверніть увагу, що наш шлюз також підтримує Bluetooth Low Energy, але на момент створення цього відео Liard не видав документації щодо того, як ним користуватися, тому це щось на майбутнє.
З трьох антен дві короткі призначені для Wi-Fi зв'язку 2,4 / 5,5 ГГц, тож підключіть їх до відповідних роз’ємів. Довгий призначений для зв'язку LoRa 868 МГц, який входить в цей останній роз'єм. На лицьовій стороні ви можете помітити роз'єм живлення, кнопку користувача, кнопку скидання та гніздо для карти SD. Шлюз можна підключити до Інтернету за допомогою цього роз'єму Ethernet або через Wi-Fi. На звороті ми маємо важливу інформацію, таку як MAC ID та EUI. Запишіть останню з цифр вашого ідентифікатора MAC Ethernet, оскільки він нам знадобиться пізніше.
Тепер, коли ми повністю зібрали наш Шлюз, все, що нам потрібно зробити, це підключити його за допомогою адаптера, який вони надали, і слідувати дуже простим інструкціям, щоб зв’язати його з The Things Network. Щойно це буде зроблено, ми також будемо використовувати простий вузол Lora, щоб відправити деяке тестове корисне навантаження на сервер мережі TTN, щоб перевірити, як це працює. Дозвольте мені показати вам, як це робиться.
Підключення шлюзу LoRaWAN до мережі The Things
Увімкніть шлюз Sentrius RG186 за допомогою адаптера постійного струму та підключіть кабель Ethernet від шлюзу до маршрутизатора. Потім переконайтеся, що ваш ноутбук також підключений до того ж маршрутизатора, і введіть таку адресу. https: // rg1xx, а потім останні 6 цифр ідентифікатора MAC вашого шлюзу, які ми вже зазначали раніше, скажімо, мій 29378B, а потім заповнюємо.local. Якщо в ньому вказано, що з’єднання не захищено, просто перейдіть у розширений і натисніть на кнопку продовжити. За замовчуванням ім'я користувача буде sentrius, а пароль - RG1xx. Я вже все налаштував, тому моя інформаційна панель виглядає так.
Але вам потрібно потрапити в Wi-Fi, натиснути на сканування і підключитися до свого Wi-Fi маршрутизатора. Потім клацніть на LoRa та під попередньо встановленими налаштуваннями виберіть речі, які застаріли в мережі, та натисніть на застосувати. Крім того, не забудьте скопіювати номер EUI шлюзу, показаний зліва, оскільки він нам знадобиться під час реєстрації шлюзу в мережі Things.
Тоді під радіо, ми повинні вибрати частотні канали, на яких повинен працювати наш шлюз. Зверніть увагу, що у нас тут є два радіомодулі, я використовую тут модуль Радіо 0 для роботи на індійській частоті, яка становить 865 до 867 МГц, а модуль Радіо 1 для роботи на європейській частоті 868 МГц. тому що з якихось причин, навіть незважаючи на те, що я експлуатую шлюз в Індії, обов’язково також встановити одне радіо на європейській частоті. Отже, я встановив центральну частоту радіо 0 на 868,5 МГц, а центральну частоту радіо 1 - 868,1 МГц. Якщо прокрутити вниз, ви побачите, що кожен радіомодуль має до 5 каналів, для яких частоти автоматично розподіляються на основі центральної частоти. Для наших модулів Radio 0 виділено індійські частотні канали 865,1, 865,3, 865,5, 865,7 і 865,9. Після перевірки цих значень натисніть Оновити.
Реєстрація шлюзу на сервері Things Network
Наступним кроком є реєстрація шлюзу в TTN, щоб відкрити thethingsnetwork.org і зареєструватися, якщо ви цього ще не зробили. Потім під консолями клацніть на шлюз, а потім зареєструйте шлюз. Спочатку натисніть "Я використовую застарілу програму пересилання пакетів" і вставте номер EUI, який ми скопіювали раніше. Потім дайте опис вашого шлюзу та виберіть тарифний план. Я вибираю Індію, і найближчий варіант маршрутизатора для мене - Asia SE. Потім за допомогою карти виберіть місце розташування нашого шлюзу, щоб TTN також міг відобразити його на своїй карті, а потім вибрати внутрішній і, нарешті, зареєструвати ваш шлюз.
Таким чином, ваш шлюз зареєстрований, і якщо все спрацювало нормально, ви повинні помітити статус підключеного. Також перегляньте тут розділ трафіку, який покаже нам, чи обробляв наш шлюз якісь пакети даних із сусідніх вузлів Lora. Оскільки його у нас немає, але ця сторінка порожня.
Крім того, якщо ви потрапите на карту шлюзу TTN, ви побачите свій шлюз у списку. Як ви можете побачити мій тут. Після цього наш шлюз LoRaWAN готовий до дії. Тепер будь-який кінцевий пристрій LoRa в цьому регіоні може спілкуватися з мережею речей через наш Шлюз, щоб перевірити це, я створив простий вузол Lora за допомогою Arduino.
Вузол Arduino Lora з використанням RN2483
У ньому використовується популярний трансивер RN2483 LoRa від Microchip, і він безпосередньо підключений до Arduino для тестування. Тоді я запрограмував Arduino на зв’язок із мережею “Речі” на частоті 868 МГц в Індії, щоб він залишався законним для роботи тут. Якщо ви хочете знати, як я будую це, повідомте мені про це в розділі коментарів, і я зроблю для цього окреме відео.
Просто завантажте код в Arduino і не вмикайте його. Тепер у нас є вузол Lora в безпосередній близькості від нашого Шлюзу, який надсилає деяке тестове корисне навантаження на сервер TTN. Давайте перевіримо, чи обробив наш шлюз якісь пакети, потрапивши знову до розділу трафіку.
І так, як бачите, ми отримуємо детальну інформацію про пакети, які пересилаються. Звичайно, ви не можете побачити фактичні дані, але ми бачимо іншу інформацію, таку як частота отримання пакетів, час ефіру, адреса пристрою та розмір корисного навантаження.
Як тільки ваш шлюз стане активним, надіславши деяке корисне навантаження на сервер TTN, він також буде вказаний у ttnmapper, як цей, тому будь-який вузол lora у вашому населеному пункті може використовувати ваш шлюз для надсилання своїх даних на сервер TTN.
Отже, це майже підсумовує мою статтю про шлюз RR186 LoRaWAN. Сподіваюся, це було корисно, і ви щось дізналися по дорозі. Якщо у вас виникли запитання, залиште їх у розділі коментарів або скористайтеся нашими форумами для інших технічних запитань.