- Βασική τοπολογία δικτύου LoRaWAN
- Επιλέγοντας τη σωστή πύλη LoRAWAN
- Πύλη Sentrius RG186 LoRaWAN
- Σύνδεση της πύλης LoRaWAN με το δίκτυο πραγμάτων
- Καταχώριση της πύλης στο Things Network Server
- Arduino Lora Node χρησιμοποιώντας RN2483
Τα δίκτυα Lora γίνονται όλο και πιο δημοφιλή, με τόσες πολλές συσκευές IoT να εμφανίζονται, αυτή η ασύρματη επικοινωνία μικρής εμβέλειας χαμηλής ισχύος θα μπορούσε να χωρέσει σε μια πληθώρα εφαρμογών. Έχουμε ήδη χρησιμοποιήσει το δημοφιλές SX1278 LoRa Transceiver Module για να δημιουργήσουμε έναν Arduino Lora Node και ένα Raspberry Pi Lora Node για να εκτελέσουμε Peer to Peer Communication. Αν όμως θέλετε να εξερευνήσετε την πλήρη ισχύ του LoRaWAN, θα πρέπει να ρυθμίσετε τη δική σας πύλη και να επιτρέψετε στους κόμβους σας να επικοινωνούν μαζί του. Με αυτόν τον τρόπο μπορείτε να έχετε πολλές συσκευές που μιλούν στην πύλη σας σε μεγάλες αποστάσεις.
Αλλά όταν ξεκίνησα με τη διαδικασία, αντιμετώπισα αρκετές σύγχυση, ειδικά λόγω του μη τυπικού εύρους συχνοτήτων για το LoRa εδώ στην Ινδία. Έτσι, σε αυτό το άρθρο, θα σας καθοδηγήσω από την επιλογή της πιο προσιτής πύλης έως την εγγραφή σας στο The Things Network και την παρακολούθηση της κίνησης δεδομένων σας πάνω από αυτό. Ας ξεκινήσουμε λοιπόν.
Βασική τοπολογία δικτύου LoRaWAN
Αλλά πριν φτάσουμε εκεί, είναι σημαντικό να κατανοήσουμε τη βασική τοπολογία ενός δικτύου LoRaWAN.
Στο πιο κατώτατο επίπεδο, έχουμε τις πραγματικές συσκευές IoT όπως έναν αισθητήρα θερμοκρασίας ή έναν μετρητή νερού ή έναν ιχνηλάτη GPS. Πρόκειται συνήθως για συσκευές με μικροελεγκτή, αισθητήρες και πομποδέκτη LoRa και ονομάζονται End Nodes. Μετά από αυτό, έχουμε τις πύλες μας, τις οποίες μπορείτε να σκεφτείτε σαν μια μίξη ενός Cell Tower και ενός δρομολογητή Wi-Fi. Βασικά, λαμβάνει πληροφορίες από τους τελικούς κόμβους μας που είναι θεωρητικά έως και 10 χιλιόμετρα και ωθεί τις πληροφορίες στο Διαδίκτυο. Μια πύλη θα έχει επίσης έναν ισχυρό μικροεπεξεργαστή που εκτελεί λογισμικό προώθησης πακέτων και μια μονάδα συμπυκνωτή.
Σημειώστε πώς ένας κόμβος μπορεί να επικοινωνήσει με περισσότερες από μία πύλες, για τη διαχείριση αυτών των διπλών πακέτων δεδομένων και για τον έλεγχο της ανερχόμενης και της κατερχόμενης ζεύξης, όλες οι πύλες συνδέονται με κάτι που ονομάζεται διακομιστής δικτύου. Μπορείτε να θεωρήσετε τον διακομιστή δικτύου ως παρόχους δικτύου κινητής τηλεφωνίας όπως T-Mobile ή Jio. Για το LoRaWAN, ένας από τους δημοφιλείς παρόχους δικτύου ανοιχτού κώδικα είναι το The Things Network μεταξύ πολλών άλλων. Τέλος, πάνω από όλα, έχουμε τον διακομιστή εφαρμογών, ο οποίος συνήθως είναι ένας ιστότοπος ή μια εφαρμογή για κινητά που λαμβάνει πληροφορίες από τον διακομιστή δικτύου και τον παρουσιάζει με αναλυτικά στοιχεία στον τελικό χρήστη.
Επιλέγοντας τη σωστή πύλη LoRAWAN
Τώρα ξέρουμε τι κάνει μια πύλη σε ολόκληρο το οικοσύστημα LoRaWAN. Οι ερωτήσεις είναι πώς να επιλέξετε και να αναπτύξετε ένα στην περιοχή σας; Ειλικρινά, υπάρχουν τόσες πολλές επιλογές, συμπεριλαμβανομένων ορισμένων λύσεων DIY, αλλά έχοντας κατά νου την αξιοπιστία και την προσιτή τιμή, αποφάσισα να πάω με το Sentrius RG186 LoRaWAN Gateway από τη Liard Connectivity. Ακολουθούν οι προδιαγραφές που πρέπει να ελέγξετε κατά την επιλογή μιας πύλης για τις εφαρμογές σας
Το πρώτο και κύριο πράγμα που πρέπει να λάβετε υπόψη είναι η Συχνότητα λειτουργίας, στην Ινδία, η νόμιμη συχνότητα λειτουργίας για τη Lora είναι μεταξύ 865Mhz και 867Mhz. Η πύλη που έχουμε είναι το Sentrius RG186, το οποίο είναι έκδοση 868Mhz, αλλά μπορεί να υποστηρίζει συχνότητα από 863Mhz έως 870Mhz, η οποία εμπίπτει πολύ καλά στις απαιτήσεις μας. Στη συνέχεια είναι ο αριθμός των καναλιών, μια πύλη LoRaWAN πρέπει να έχει τουλάχιστον δύο κανάλια, η πύλη μας έχει 5 κανάλια, που σημαίνει ότι μπορεί να επικοινωνεί με 5 τελικούς κόμβους ταυτόχρονα. Στη συνέχεια είναι το κόστος της πύλης, τώρα η φθηνότερη επιλογή εδώ είναι να δημιουργήσετε τη δική σας πύλη lora χρησιμοποιώντας την πλακέτα Raspberry Pi και RAK831 Concentrator, αλλά αυτό θα έχει μόνο ένα κανάλι και ως εκ τούτου δεν μπορεί να ονομαστεί ως πύλη LoRaWAN. Επίσης, συγκρίνοντας την τιμή του με το RG186, δεν υπήρχε μεγάλη διαφορά. Τότε πρέπει να επιλέξουμε μεταξύ εσωτερικής και εξωτερικής πύλης. Οι εξωτερικές πύλες έχουν μεγάλη εμβέλεια, αλλά είναι πολύ ακριβές. Το RG186 είναι μια εσωτερική πύλη και μπορεί τεχνικά να καλύψει μια απόσταση 15 χιλιομέτρων οπτικής όρασης. Είμαι πρόθυμος να κάνω μια δοκιμή εμβέλειας σε αυτό, αλλά ας το κάνουμε αυτό για κάποιο άλλο βίντεο. Τέλος, το τελευταίο είναι η ευκολία διαμόρφωσης, εδώ εάν οι πύλες είναι πιστοποιημένες από τη Lora Allianceτότε τα πράγματα γίνονται πολύ πιο εύκολα, αλλά αυτές οι πύλες είναι πολύ ακριβές. Εν πάση περιπτώσει, εάν σκοπεύετε να χρησιμοποιήσετε την πύλη σας με το Things Network, τότε ακόμη και η πύλη RG186 την καθιστά πολύ απλή.
Πύλη Sentrius RG186 LoRaWAN
Όταν αγοράζετε την πύλη RG186, θα έχετε σχεδόν όλα όσα χρειάζεστε, όπως μπορείτε να δείτε στο βίντεο για την αποσυμπίεση νωρίτερα. Έχουμε το ίδιο το μόντεμ πύλης, μετά έναν προσαρμογέα 12V 2.5A με ευρωπαϊκό βύσμα, οπότε θα πρέπει να βρείτε έναν προσαρμογέα για να τον χρησιμοποιήσετε στην Ινδία. Τότε έχουμε τρεις κεραίες και ένα καλώδιο Ethernet. Αυτό είναι ό, τι χρειαζόμαστε για να ρυθμίσουμε την πύλη μας. Λάβετε υπόψη ότι η πύλη μας υποστηρίζει επίσης Bluetooth χαμηλής ενέργειας αλλά κατά τη στιγμή της δημιουργίας αυτού του βίντεο, δεν υπάρχει τεκμηρίωση που κυκλοφόρησε η Liard για το πώς να το χρησιμοποιήσετε, οπότε αυτό είναι κάτι για το μέλλον.
Από τις τρεις κεραίες, δύο από τις κοντές είναι για επικοινωνία Wi-Fi 2,4 / 5,5 GHz, οπότε συνδέστε τις με τους αντίστοιχους συνδέσμους. Το μακρύ είναι για επικοινωνία 868Mhz LoRa που πηγαίνει σε αυτόν τον τελευταίο σύνδεσμο. Στην μπροστινή πλευρά, μπορείτε να παρατηρήσετε μια υποδοχή τροφοδοσίας, ένα κουμπί χρήστη, ένα κουμπί επαναφοράς και μια υποδοχή κάρτας SD. Η πύλη μπορεί να συνδεθεί στο Διαδίκτυο είτε χρησιμοποιώντας αυτόν τον σύνδεσμο ethernet είτε μέσω Wi-Fi. Στο πίσω μέρος, έχουμε μερικές σημαντικές πληροφορίες, όπως MAC ID και EUI. Σημειώστε τα τελευταία από τα ψηφία μας του αναγνωριστικού MAC Ethernet, καθώς θα το χρειαζόμαστε αργότερα.
Τώρα που έχουμε συγκεντρώσει πλήρως το Gateway, το μόνο που πρέπει να κάνουμε είναι να το ενεργοποιήσουμε με τον προσαρμογέα που παρείχαν και να ακολουθήσουμε μερικές πολύ απλές οδηγίες για να το συνδέσουμε με το The Things Network. Μόλις γίνει αυτό, θα χρησιμοποιήσουμε επίσης έναν απλό κόμβο Lora για να στείλουμε ένα δοκιμαστικό ωφέλιμο φορτίο στον διακομιστή δικτύου TTN για να ελέγξουμε πώς λειτουργεί. Επιτρέψτε μου να σας δείξω πώς γίνεται.
Σύνδεση της πύλης LoRaWAN με το δίκτυο πραγμάτων
Ενεργοποιήστε την πύλη Sentrius RG186 με τον προσαρμογέα DC και συνδέστε το καλώδιο ethernet από την πύλη σας στο δρομολογητή σας. Στη συνέχεια, βεβαιωθείτε ότι ο φορητός υπολογιστής σας είναι επίσης συνδεδεμένος στον ίδιο δρομολογητή και εισαγάγετε την ακόλουθη διεύθυνση. https: // rg1xx και, στη συνέχεια, τα τελευταία 6 ψηφία του αναγνωριστικού MAC πύλης που σημειώσαμε νωρίτερα, ας υποθέσουμε ότι το δικό μου είναι 29378B και στη συνέχεια συμπληρώνεται με.local. Εάν λέει, η σύνδεση δεν ήταν ασφαλής, απλώς μπείτε στο προχωρημένο και κάντε κλικ στο προχωρήστε. Από προεπιλογή, το όνομα χρήστη θα είναι sentrius και ο κωδικός πρόσβασης θα είναι RG1xx. Έχω ήδη διαμορφώσει τα πάντα, οπότε το ταμπλό μου μοιάζει με αυτό.
Αλλά πρέπει να μπείτε στο Wi-Fi, να κάνετε κλικ στη σάρωση και να συνδεθείτε στον δρομολογητή Wi-Fi. Στη συνέχεια, κάντε κλικ στο LoRa και κάτω από την προεπιλογή, επιλέξτε πράγματα κληρονομιάς δικτύου και κάντε κλικ στην εφαρμογή. Επίσης, φροντίστε να αντιγράψετε τον αριθμό πύλης EUI που εμφανίζεται στην αριστερή πλευρά, γιατί θα τον χρειαζόμαστε κατά την εγγραφή του δικτύου Gateway με τα πράγματα.
Στη συνέχεια, κάτω από το ραδιόφωνο, πρέπει να επιλέξουμε τα κανάλια συχνότητας στα οποία πρέπει να λειτουργεί η πύλη μας. Σημειώστε ότι έχουμε δύο μονάδες ραδιοφώνου εδώ, χρησιμοποιώ τη μονάδα Radio 0 εδώ για να εργαστώ στην ινδική συχνότητα που είναι 865 έως 867 MHz και η μονάδα Radio 1 για να λειτουργεί στην ευρωπαϊκή συχνότητα 868Mhz. γιατί για κάποιο λόγο, παρόλο που χρησιμοποιώ την πύλη στην Ινδία, είναι υποχρεωτικό να ρυθμιστεί και ένα ραδιόφωνο σε ευρωπαϊκή συχνότητα. Έχω ορίσει, λοιπόν, τη ραδιοσυχνότητα του ραδιοφώνου 0 στα 868,5 Mhz και την κεντρική συχνότητα του ραδιοφώνου 1 στα 868,1 Mhz. Εάν κάνετε κύλιση προς τα κάτω, μπορείτε να δείτε ότι κάθε μονάδα ραδιοφώνου διαθέτει έως και 5 κανάλια για τα οποία οι συχνότητες κατανέμονται αυτόματα με βάση την κεντρική συχνότητα. Για τις μονάδες Radio 0, διατίθενται τα ινδικά κανάλια συχνότητας 865.1, 865.3, 865.5, 865.7 και 865.9. Αφού ελέγξετε αυτές τις τιμές, κάντε κλικ στο Ενημέρωση.
Καταχώριση της πύλης στο Things Network Server
Το επόμενο βήμα είναι να καταχωρήσετε την πύλη σας στο TTN, να το κάνετε αυτό ανοίξτε thethingsnetwork.org και εγγραφείτε εάν δεν το έχετε ήδη κάνει. Στη συνέχεια, κάτω από τις κονσόλες, κάντε κλικ στην πύλη και, στη συνέχεια, καταχωρίστε την πύλη. Πρώτα, κάντε κλικ στο "Χρησιμοποιώ παλαιού πακέτου προώθησης" και επικολλήστε τον αριθμό EUI που αντιγράψαμε νωρίτερα. Στη συνέχεια, δώστε μια περιγραφή για την πύλη σας και επιλέξτε το σχέδιο συχνότητας. Επιλέγω την Ινδία και η πλησιέστερη επιλογή δρομολογητή για μένα είναι η Asia SE. Στη συνέχεια, χρησιμοποιήστε το χάρτη για να επιλέξετε τη θέση της πύλης μας, έτσι ώστε το TTN να μπορεί επίσης να τον εμφανίσει στον χάρτη του και, στη συνέχεια, να επιλέξετε εσωτερικό και, τέλος, να καταχωρήσετε την πύλη σας.
Έτσι, η πύλη σας είναι όλα καταχωρημένη και αν όλα λειτουργούν καλά, θα πρέπει να παρατηρήσετε την κατάσταση ως συνδεδεμένη. Επίσης, δείτε την ενότητα κυκλοφορίας εδώ, η οποία θα μας δείξει εάν η πύλη μας έχει επεξεργαστεί πακέτα δεδομένων από κοντινούς κόμβους Lora. Επειδή δεν διαθέτουμε, αυτή η σελίδα είναι κενή.
Επίσης, εάν μπείτε στον χάρτη πύλης TTN, θα δείτε την πύλη σας να παρατίθεται. Όπως μπορείτε να δείτε τη δική μου εδώ. Μόλις γίνει αυτό, η πύλη LoRaWAN είναι έτοιμη για δράση. Τώρα οποιαδήποτε συσκευή LoRa End σε αυτήν την περιοχή μπορεί να επικοινωνήσει με το δίκτυο πραγμάτων μέσω της πύλης μας για να το δοκιμάσω, έφτιαξα έναν απλό κόμβο Lora χρησιμοποιώντας το Arduino.
Arduino Lora Node χρησιμοποιώντας RN2483
Χρησιμοποιεί το δημοφιλές RN2483 LoRa Transceiver IC από το Microchip και συνδέεται απευθείας στο Arduino για σκοπούς δοκιμής. Τότε έχω προγραμματίσει το Arduino να επικοινωνήσει με το δίκτυο Things στα 868Mhz Indian Frequency, ώστε να παραμείνει νόμιμο να το λειτουργώ εδώ. Αν θέλετε να μάθετε πώς το δημιουργώ, ενημερώστε με στην ενότητα σχολίων και θα δημιουργήσω ένα ξεχωριστό βίντεο για αυτό.
Απλώς ανεβάστε τον κωδικό στο Arduino και κρατήστε τον ενεργοποιημένο. Τώρα έχουμε έναν κόμβο Lora κοντά στην πύλη μας που στέλνει κάποιο δοκιμαστικό ωφέλιμο φορτίο στον διακομιστή TTN. Ας ελέγξουμε εάν η πύλη μας έχει επεξεργαστεί πακέτα μπαίνοντας ξανά στην ενότητα κυκλοφορίας.
Και ναι, όπως μπορείτε να δείτε, λαμβάνουμε λεπτομέρειες σχετικά με τα πακέτα που προωθούνται. Φυσικά, δεν μπορείτε να δείτε τα πραγματικά δεδομένα, αλλά βλέπουμε άλλες πληροφορίες όπως τη συχνότητα λήψης των πακέτων, τον χρόνο λειτουργίας, τη διεύθυνση της συσκευής και το μέγεθος του ωφέλιμου φορτίου.
Μόλις η πύλη σας ενεργοποιηθεί στέλνοντας κάποιο ωφέλιμο φορτίο στον διακομιστή TTN, θα εμφανίζεται επίσης στον ttnmapper έτσι ώστε οποιοσδήποτε κόμβος lora στην τοποθεσία σας να μπορεί να κάνει χρήση της πύλης σας για να στείλει τα δεδομένα του στον διακομιστή TTN.
Αυτό συνοψίζει λοιπόν το άρθρο μου σχετικά με την πύλη RG186 LoRaWAN. Ελπίζω ότι ήταν χρήσιμο και μάθατε κάτι στο δρόμο. Εάν έχετε απορίες, αφήστε τις στην ενότητα σχολίων ή χρησιμοποιήστε τα φόρουμ μας για άλλες τεχνικές ερωτήσεις.