- Basistopologie van een LoRaWAN-netwerk
- De juiste LoRAWAN-gateway selecteren
- Sentrius RG186 LoRaWAN-gateway
- LoRaWAN Gateway verbinden met The Things Network
- De gateway registreren bij Things Network Server
- Arduino Lora Node met behulp van RN2483
Lora Networks wordt steeds populairder, met zoveel IoT-apparaten die hier omheen draaien, deze draadloze langeafstandscommunicatie met laag vermogen zou in een overvloed aan toepassingen kunnen passen. We hebben de populaire SX1278 LoRa Transceiver Module al gebruikt om een Arduino Lora Node te bouwen en een Raspberry Pi Lora Node om peer-to-peer communicatie uit te voeren. Maar als je de volledige kracht van LoRaWAN wilt verkennen, zou je je eigen gateway moeten opzetten en je nodes ermee moeten laten communiceren. Op deze manier kunt u meerdere apparaten over lange afstanden met uw gateway laten praten.
Maar toen ik met het proces begon, kreeg ik nogal wat verwarring, vooral vanwege het niet-standaard frequentiebereik voor LoRa hier in India. Dus in dit artikel zal ik je begeleiden bij het selecteren van de meest betaalbare gateway tot het registreren bij The Things Network en het bewaken van je dataverkeer erover. Dus laten we beginnen.
Basistopologie van een LoRaWAN-netwerk
Maar voordat we daar aankomen, is het belangrijk om de basistopologie van een LoRaWAN-netwerk te begrijpen.
Op het onderste niveau hebben we de eigenlijke IoT-apparaten zoals een temperatuursensor of watermeter of een GPS-tracker. Dit zijn normaal gesproken apparaten met een microcontroller, sensoren en een LoRa-transceiver en ze worden de End Nodes genoemd. Bovendien hebben we onze Gateways, die u kunt zien als een fusie van een zendmast en een wifi-router. in feite krijgt het informatie van onze eindknooppunten die theoretisch tot 10 km lang zijn en stuurt het de informatie naar internet. Een gateway heeft ook een krachtige microprocessor die pakketforwarder-software en een concentratormodule uitvoert.
Merk op hoe één knooppunt kan communiceren met meer dan één gateway, om deze dubbele datapakketten te beheren en om uplink en downlink te besturen, zijn alle gateways verbonden met iets dat netwerkserver wordt genoemd. U kunt de netwerkserver beschouwen als uw mobiele netwerkproviders zoals T-Mobile of Jio. Voor LoRaWAN is een van de populaire en open-source netwerkaanbieders onder meer The Things Network. Tot slot, op de top van alles, hebben we de applicatie server die normaal gesproken is een website of mobiele applicatie die informatie krijgt van de netwerkserver en presenteert deze met analytics aan de eindgebruiker.
De juiste LoRAWAN-gateway selecteren
Nu weten we wat een gateway doet in het hele LoRaWAN-ecosysteem. De vragen zijn hoe u er een selecteert en implementeert in uw regio? Eerlijk gezegd zijn er zoveel opties, waaronder enkele doe-het-zelf-oplossingen, maar met het oog op betrouwbaarheid en betaalbaarheid, besloot ik om voor de Sentrius RG186 LoRaWAN Gateway van Liard Connectivity te gaan. Dit zijn de specificaties die u moet controleren bij het selecteren van een gateway voor uw toepassingen
De eerste en belangrijkste ding om te overwegen is Operating Frequency, in India, de juridische operationele frequentie voor Lora is tussen 865MHz naar 867MHz. De gateway die we hebben is de Sentrius RG186, die een 868Mhz-versie is, maar hij kan een frequentie van 863Mhz tot 870Mhz ondersteunen, wat heel goed binnen onze vereisten valt. Het volgende is het aantal kanalen, een LoRaWAN-gateway zou minimaal twee kanalen moeten hebben, onze gateway heeft 5 kanalen, wat betekent dat hij tegelijkertijd met 5 eindknooppunten kan communiceren. Het volgende zijn de kosten van de gateway, nu is de goedkoopste optie hier om je eigen lora-gateway te bouwen met Raspberry Pi en RAK831 Concentrator-kaart, maar deze heeft maar één kanaal en kan daarom niet als een LoRaWAN-gateway worden genoemd. Ook als hij zijn prijs vergelijkt met RG186, was er niet veel verschil. Dan moeten we kiezen tussen Indoor en Outdoor gateway. De gateways voor buiten hebben een groot bereik, maar ze zijn behoorlijk duur. De RG186 is een gateway voor binnenshuis en kan technisch gezien een zichtlijn van 15 km afleggen. Ik wil hier graag een bereiktest op doen, maar laten we dat voor een andere video gebruiken. Ten slotte is het laatste het gemak van de configuratie, hier als de gateways zijn gecertificeerd door Lora Alliancedan wordt het een stuk eenvoudiger, maar die gateways zijn erg duur. Hoe dan ook, als u van plan bent om uw gateway te gebruiken met het Things Network, dan maakt zelfs de RG186-gateway het vrij eenvoudig.
Sentrius RG186 LoRaWAN-gateway
Wanneer je je RG186-gateway koopt, krijg je bijna alles wat je nodig hebt, zoals je eerder in de unboxing-video kunt zien. We hebben zelf onze gateway-modem, dan een 12V 2.5A adapter met een Europese stekker, dus je zou een adapter moeten zoeken om hem in India te gebruiken. Dan hebben we drie antennes en een Ethernet-kabel. Dit is alles wat we nodig hebben om onze gateway op te zetten. Houd er rekening mee dat onze gateway ook Bluetooth Low Energy ondersteunt, maar op het moment dat deze video wordt gemaakt, is er geen documentatie vrijgegeven door Liard over het gebruik ervan, dus dat is iets voor de toekomst.
Van de drie antennes zijn er twee voor 2,4 / 5,5 GHz Wi-Fi-communicatie, dus sluit ze aan op de respectievelijke connectoren. De lange is voor 868Mhz LoRa-communicatie die in deze laatste connector gaat. Aan de voorkant zie je een stroomconnector, een gebruikersknop, een resetknop en een SD-kaartsleuf. De gateway kan via deze ethernetconnector of via wifi met internet worden verbonden. Op de achterkant hebben we wat belangrijke informatie, zoals MAC ID en EUI. Noteer de laatste cijfers van uw Ethernet MAC-ID, want we hebben deze later nodig.
Nu we onze Gateway volledig hebben geassembleerd, hoeven we hem alleen nog maar aan te zetten met de meegeleverde adapter en enkele zeer eenvoudige instructies te volgen om hem met The Things Network te verbinden. Zodra dat is gebeurd, zullen we ook een eenvoudig Lora-knooppunt gebruiken om een testpayload naar de TTN-netwerkserver te sturen om te controleren hoe het werkt. Ik zal je laten zien hoe het moet.
LoRaWAN Gateway verbinden met The Things Network
Voorzie uw Sentrius RG186 gateway van stroom met de DC-adapter en sluit de ethernetkabel van uw gateway naar uw router aan. Zorg er dan voor dat je laptop ook op dezelfde router is aangesloten en voer het volgende adres in. https: // rg1xx en vervolgens de laatste 6 cijfers van uw gateway-MAC-ID die we eerder hebben genoteerd, laten we zeggen dat de mijne 29378B is en dan compleet met.local. Als er staat dat de verbinding niet is beveiligd, ga dan gewoon door met geavanceerd en klik op doorgaan. Standaard is de gebruikersnaam sentrius en het wachtwoord RG1xx. Ik heb alles al geconfigureerd, dus mijn dashboard ziet er zo uit.
Maar je moet naar wifi gaan, op scannen klikken en verbinding maken met je wifi-router. Klik vervolgens op LoRa en selecteer onder preset Things Network Legacy en klik op Apply. Zorg er ook voor dat u het gateway-EUI-nummer aan de linkerkant kopieert, want we hebben het nodig bij het registreren van het Gateway with Things-netwerk.
Vervolgens moeten we onder de radio de frequentiekanalen selecteren waarop onze gateway moet werken. Merk op dat we hier twee radiomodules hebben, ik gebruik de Radio 0-module hier om te werken op de Indiase frequentie die 865 tot 867 MHz is en de Radio 1-module om te werken op de Europese frequentie van 868 MHz. want om de een of andere reden, hoewel ik de gateway in India bedien, is het verplicht om ook één radio op de Europese frequentie in te stellen. Dus ik heb de Radio 0 center Frequency ingesteld op 868,5 Mhz en de middenfrequentie van Radio 1 op 868,1 Mhz. Als u naar beneden scrolt, ziet u dat elke radiomodule maximaal 5 kanalen heeft waarvoor de frequenties automatisch worden toegewezen op basis van de middenfrequentie. Voor onze Radio 0-modules zijn de Indiase frequentiekanalen 865.1, 865.3, 865.5, 865.7 en 865.9 toegewezen. Nadat u deze waarden heeft gecontroleerd, klikt u op Update.
De gateway registreren bij Things Network Server
De volgende stap is om uw gateway te registreren bij TTN, om dat te doen opent u thethingsnetwork.org en meldt u zich aan als u dat nog niet heeft gedaan. Klik vervolgens onder consoles op de gateway en registreer de gateway. Klik eerst op "Ik gebruik legacy packet forwarder" en plak het EUI-nummer dat we eerder hebben gekopieerd. Geef vervolgens een beschrijving voor uw gateway en selecteer het frequentieplan. Ik selecteer India en de dichtstbijzijnde routeroptie is Asia SE. Gebruik vervolgens de kaart om de locatie van onze gateway te selecteren, zodat TTN deze ook op de kaart kan weergeven en selecteer vervolgens indoor en tenslotte uw gateway registreren.
Zo is uw gateway allemaal geregistreerd en als alles goed heeft gewerkt, zou u de status als verbonden moeten opmerken. Bekijk ook de verkeerssectie hier, die ons laat zien of onze gateway datapakketten heeft verwerkt van nabijgelegen Lora-knooppunten. Aangezien we er geen hebben, is deze pagina nog leeg.
Als u de TTN-gatewaykaart opent, ziet u ook dat uw gateway wordt vermeld. Zoals je de mijne hier kunt zien. Zodra dit is gebeurd, is onze LoRaWAN Gateway klaar voor actie. Nu elk LoRa-eindapparaat in deze regio kan communiceren met het dingennetwerk via onze Gateway om dit uit te testen, heb ik een eenvoudige Lora-node gebouwd met Arduino.
Arduino Lora Node met behulp van RN2483
Het maakt gebruik van de populaire RN2483 LoRa Transceiver IC van Microchip en wordt voor testdoeleinden rechtstreeks op Arduino aangesloten. Vervolgens heb ik de Arduino geprogrammeerd om te communiceren met het Things-netwerk in 868Mhz Indian Frequency, zodat het legaal blijft om het hier te gebruiken. Als je wilt weten hoe ik dit bouw, laat het me dan weten in het commentaargedeelte en ik zal er een aparte video voor maken.
Upload de code gewoon naar Arduino en laat deze ingeschakeld. Nu hebben we een Lora-knooppunt in de buurt van onze Gateway die een testpayload naar de TTN-server stuurt. Laten we controleren of onze gateway pakketten heeft verwerkt door opnieuw in de verkeerssectie te komen.
En ja, zoals u kunt zien, krijgen we details over de pakketten die worden doorgestuurd. Natuurlijk kunt u de feitelijke gegevens niet zien, maar we zien andere informatie, zoals de frequentie waarmee de pakketten zijn ontvangen, de zendtijd, het apparaatadres en de grootte van de payload.
Zodra uw gateway actief wordt door wat payload naar de TTN-server te sturen, wordt deze ook op de ttnmapper vermeld, zodat elke lora-node in uw omgeving gebruik kan maken van uw gateway om zijn gegevens naar de TTN-server te sturen.
Dus dit is ongeveer mijn artikel over de RG186 LoRaWAN-gateway. Ik hoop dat het nuttig was en dat je onderweg iets hebt geleerd. Als je vragen hebt, laat ze dan achter in het commentaargedeelte of gebruik onze forums voor andere technische vragen.