Guía completa para configurar un gateway LoRaWAN con TTN

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Montar y afinar un gateway LoRaWAN correctamente configurado es la pieza clave para que cualquier proyecto de IoT basado en esta tecnología funcione como es debido. No basta con enchufar el equipo y cruzar los dedos: hay que cuidar el hardware, la red IP, el packet forwarder y el alta en un servidor LoRaWAN como The Things Network (TTN), además de registrar aplicaciones y dispositivos finales.

A lo largo de esta guía vas a ver, paso a paso y con todo lujo de detalles, cómo realizar la configuración completa de un gateway LoRaWAN en distintos escenarios reales: gateways comerciales como RAK7289 o Dragino LPS8, un gateway DIY con Raspberry Pi 4B y concentrador RAK5146, y el alta de sensores LoRaWAN (trackers GPS, sondas de temperatura y humedad, etc.) en TTN. La idea es que, cuando termines de leer, tengas claro qué tocar, dónde tocarlo y qué comprobar para que todo quede fino.

Conceptos básicos y pasos previos antes de configurar un gateway LoRaWAN

Antes de empezar a trastear menús es importante tener claro qué elementos intervienen en una red LoRaWAN funcional: el gateway, el servidor LoRaWAN, las aplicaciones y los dispositivos finales o end devices. Cada pieza tiene su papel y necesita unos parámetros mínimos para hablar con las demás.

En la práctica, la mayoría de proyectos educativos y de laboratorio se apoyan en TTN como servidor público gratuito. TTN ofrece una consola web desde la que registrar gateways, crear aplicaciones y dar de alta dispositivos para que envíen sus datos de forma segura mediante claves únicas (DevEUI, AppEUI/JoinEUI, AppKey).

Otro punto que hay que tener claro desde el principio es la frecuencia LoRaWAN compatible con tu región. En Europa se usa normalmente el plan de frecuencias para la banda de 868 MHz (EU868), mientras que en otras zonas se utilizan otros planes (US915, AU915, etc.). El gateway y TTN deben coincidir en este plan o, dicho de forma sencilla, hablar por “el mismo canal”.

En cuanto a dispositivos finales, es habitual trabajar con trackers GPS Dragino para localización y con sondas de temperatura y humedad como los sensores Tabs TBHH100-868 de Browan. Estos equipos suelen venir con sus credenciales LoRaWAN de fábrica, listas para registrarse en TTN, pero conviene revisarlas y saber dónde se configuran.

Finalmente, hay que asegurarse de que el gateway disponga de una conectividad IP estable y segura, ya sea por cable Ethernet, Wi-Fi o incluso redes móviles 4G/5G. Sin salida a Internet (o a la WAN correspondiente), el gateway no podrá reenviar los paquetes LoRa al servidor.

Configuración de gateways comerciales: RAK7289 y Dragino LPS8

Muchos proyectos educativos utilizan gateways comerciales como el RAK7289 para exteriores o el Dragino LPS8 de interior. Ambos vienen con una interfaz web de gestión donde se ajustan tanto la parte de red IP como los parámetros LoRaWAN necesarios para hablar con TTN u otros servidores.

En algunos entornos, como centros educativos, la configuración inicial del gateway RAK puede venir ya realizada por el propio centro (por ejemplo, un IES) y el alumnado solo debe adaptar la parte de red (IP estática o DHCP) a la infraestructura local. Aun así, conviene conocer todos los pasos para poder repetirlos cuando se cambie de ubicación o de servidor.

Configuración de red IP en gateways RAK (ejemplo RAK7289)

El primer paso real de trabajo con el gateway es asegurarse de que tiene acceso IP a la red local y a Internet. En el caso de los gateways RAK, esto se configura en el menú de administración, dentro de la sección de red WAN.

En el menú Network → WAN Interface podemos escoger si el gateway funcionará como cliente DHCP o con IP estática. Si se deja en modo DHCP, el router de la red asignará automáticamente la dirección IP. Eso simplifica la vida, pero obliga a descubrir luego qué IP ha tocado mediante un escáner de red (por ejemplo, con nmap, cualquier IP scanner o comprobando la conectividad con hacer ping en Linux) o consultando la tabla del servidor DHCP del router.

Si necesitamos más control, es muy recomendable asignar al gateway una IP estática bien documentada. De esta forma siempre sabremos a qué dirección acudir para entrar al panel de gestión y será más sencillo aplicar reglas de firewall o accesos remotos si hiciera falta.

En entornos donde hay múltiples equipos, como en aulas o laboratorios, también ayuda conocer la MAC Ethernet y el nombre de host del gateway. A veces en el propio servidor DHCP se ve listado con un hostname identificable (por ejemplo, “RAK7289”), lo que permite localizarlo de un vistazo aunque esté con DHCP.

Acceso de emergencia mediante Wi‑Fi de gestión

Si por la razón que sea no tenemos forma de localizar la IP del gateway en la red cableada, muchos modelos de RAK y Dragino ofrecen un punto de acceso Wi‑Fi integrado para gestión. Este AP suele ser abierto o con credenciales por defecto, y permite conectar un portátil o tablet directamente al equipo.

Al conectarnos a esa red Wi‑Fi, la IP de la puerta de enlace por defecto suele ser la dirección de gestión del propio gateway. Entrando en esa IP vía navegador web, accedemos a la interfaz de administración sin depender de DHCP, switches o routers intermedios, algo muy útil en despliegues nuevos o si se ha perdido por completo el rastro de la configuración de red.

Eso sí, una vez terminada la puesta en marcha, es fundamental desactivar el Wi‑Fi de gestión o reforzar su seguridad. Dejar una red abierta o mal protegida conectada a un equipo crítico como el gateway supone una vulnerabilidad clara, especialmente si el gateway está en exteriores o en ubicaciones de acceso público.

Configuración LoRaWAN y alta en TTN de un gateway RAK

Con la red IP resuelta, toca vincular el gateway con el servidor LoRaWAN. En gateways RAK, esta parte se encuentra normalmente en el menú LoRa Network → Network Settings → Packet Forwarder, donde se ajusta el destino al que se enviarán los paquetes LoRa recibidos.

En esa sección debemos localizar y copiar el Gateway EUI, que es el identificador único del gateway. Este valor es el que luego se utilizará para dar de alta la puerta de enlace en la consola de TTN. Conviene guardarlo en algún documento (junto con usuario y contraseña del equipo) para no tener que ir buscándolo cada vez.

Para dar de alta el gateway en TTN se accede a la TTN Console con las credenciales correspondientes. Una vez dentro, se elige la región adecuada y se accede al apartado de “Gateways”. Allí, pulsando en “Register gateway”, se introduce el EUI copiado, se selecciona el plan de frecuencias apropiado (en Europa, EU868) y se completa el proceso de registro.

En algunos modelos y firmwares es necesario activar el modo de legacy packet forwarder en la configuración de TTN para asegurar la compatibilidad con el software del gateway. También se puede indicar el tipo de cobertura (interior/exterior) y la ubicación física para que el gateway aparezca bien situado en los mapas de TTN.

Si todo está bien hecho, en la consola de TTN el estado del gateway pasará a “Connected” y, en la pestaña de Traffic, empezarán a aparecer mensajes con tráfico LoRa en tiempo real cuando haya dispositivos transmitiendo a su alcance.

Gestión del gateway Dragino LPS8: acceso, Wi‑Fi e IP

El Dragino LPS8 es un gateway LoRaWAN de interior bastante común para pruebas y pequeños despliegues. Se basa en un concentrador SX1308 y trae preconfigurados distintos planes de frecuencia por zonas geográficas, incluida la banda EU868.

Este equipo puede gestionarse tanto por SSH como por HTTP. Para acceder por SSH o por HTTP a través del puerto RJ‑45 necesitamos primero conocer la IP que le ha asignado el servidor DHCP de la red. De nuevo, aquí entra en juego el uso de un IP scanner, la revisión de la tabla DHCP del router o cualquier herramienta similar.

La opción más sencilla para la primera configuración es utilizar el punto de acceso Wi‑Fi que crea el propio LPS8. Al encenderlo, el equipo emite una red con SSID del tipo “dragino-xxxxx”. La contraseña por defecto suele ser “dragino+dragino”. Una vez conectados a esa red, se accede al gateway mediante el navegador introduciendo la IP 10.130.1.1.

Las credenciales iniciales en la interfaz web suelen ser usuario “admin” y contraseña “dragino”. Es muy recomendable cambiar estas claves en cuanto esté todo en marcha, especialmente si vamos a dejar activo el AP Wi‑Fi o si el gateway va a estar accesible desde redes no controladas.

Ajustes LoRaWAN del Dragino LPS8 y enlace con TTN

Dentro de la interfaz de configuración del LPS8 encontramos un menú específico para la parte LoRa y LoRaWAN. Lo primero es verificar que se ha seleccionado el plan de frecuencias correcto para nuestra región, por ejemplo 868 MHz para Europa.

En la pestaña de LoRaWAN se especifica el servidor al que se van a reenviar los paquetes. En el desplegable “service provider” se puede escoger TTN y, en “server address”, se elige el servidor europeo de TTN asociado a la banda EU868. Los puertos UDP de subida y bajada suelen quedar en 1700 por defecto, lo que en la mayoría de casos es correcto.

En esa misma pantalla se muestra el Gateway ID, que será el valor que usaremos en la consola de TTN al registrar el gateway. Registrarlo sigue un flujo muy similar al de RAK: se entra en la consola, se va a “Gateways”, se elige “register gateway”, se introduce el ID, se marca (si procede) el uso de legacy packet forwarder y se selecciona el plan europeo correspondiente.

Si quisiéramos usar un servidor LoRaWAN propio, como ChirpStack, en lugar de TTN, este sería el lugar donde introducir su dirección, puertos y parámetros de autenticación. Aun así, para fines didácticos y muchos proyectos personales, TTN suele ser más que suficiente.

Configuración de LAN, WAN y Wi‑Fi WAN en Dragino

En la pestaña de red del LPS8 encontramos varias subpestañas que permiten ajustar con precisión cómo se conecta el gateway a la red local y a Internet. En la parte de LAN se configura la red interna utilizada por el propio AP Wi‑Fi del gateway; es una especie de “red de gestión” local.

Lo habitual es no tocar la configuración LAN por defecto o, si se modifica, apuntar bien esos datos, porque puede ser la única vía de entrada si la parte WAN queda mal configurada. La LAN del LPS8 actúa como red de rescate para recuperar el acceso de administración.

En la sección WAN se define la IP que usará el puerto RJ‑45 cuando el gateway esté conectado por cable. Se puede optar por DHCP o asignar una IP fija. En entornos estables, lo más profesional es dar una IP estática a la interfaz WAN para evitar cambios inesperados de dirección.

Por último, la parte de Wi‑Fi WAN permite que el gateway se conecte como cliente a una red Wi‑Fi existente. Aquí se define si la IP de esa interfaz será estática o obtenida por DHCP, y se introducen los parámetros de SSID, tipo de cifrado y contraseña.

En la pestaña específica de Wi‑Fi también se ve y se configura el AP que el Dragino genera automáticamente. Desde un punto de vista de seguridad, conviene cambiar el nombre de la red y la contraseña o incluso deshabilitar el AP si no se va a usar, para reducir la superficie de ataque.

Montaje de un gateway LoRaWAN DIY con Raspberry Pi 4 y RAK5146

Además de los gateways comerciales, es muy habitual montar un gateway LoRaWAN casero con Raspberry Pi y un concentrador RAK. Este enfoque es perfecto para aprender en profundidad cómo se conectan todas las piezas y para disponer de un equipo flexible y actualizable.

En este tipo de proyectos se suele utilizar una Raspberry Pi 4B como cerebro del sistema y un concentrador mPCIe como el RAK5146 montado sobre un adaptador tipo Pi HAT RAK2287. Sobre esta base se instala una imagen de sistema especializada, como RAKPiOS, que ya integra utilidades específicas para gestionar la parte LoRaWAN.

Hardware necesario y montaje físico

Para armar un gateway LoRaWAN de este tipo se necesita, como mínimo, una Raspberry Pi 4B con su alimentación, una tarjeta microSD de al menos 16 GB, el Pi HAT RAK2287, el concentrador mPCIe RAK5146 y las antenas LoRa y GPS correspondientes. Un buen juego de tornillería y separadores también ayuda a fijar todo de forma estable.

El proceso comienza introduciendo el RAK5146 en el slot mPCIe del HAT RAK2287, normalmente en un ángulo de unos 45 grados, hasta que encaje bien en el conector. A continuación se presiona suavemente la tarjeta hacia abajo y se atornilla usando los dos tornillos alineados con los orificios del HAT.

Una vez montado el concentrador en el HAT, se coloca el Pi HAT sobre los pines GPIO de la Raspberry Pi y se asegura con cuatro tornillos o separadores para que no se mueva. Con esto se consigue un bloque rígido que evita tensiones en los conectores y facilita la instalación en cajas o soportes.

Finalmente, se conectan la antena LoRa y la antena GPS en los conectores correspondientes del concentrador. Es importantísimo no encender nunca el equipo sin las antenas conectadas, ya que se podría dañar la etapa de RF del concentrador.

Instalación de RAKPiOS en la tarjeta SD

Con la parte física terminada, el siguiente paso es preparar el sistema operativo de la Raspberry Pi. Para ello se descarga desde el repositorio oficial de RAK la última versión de RAKPiOS, que viene preparada específicamente para gateways LoRaWAN con hardware RAK.

La imagen de RAKPiOS se graba en la tarjeta microSD con una herramienta de flasheo como Balena Etcher u otra similar. El proceso típico consiste en seleccionar la imagen descargada, elegir la tarjeta de destino y lanzar el “Flash”, esperando a que termine y se verifiquen los datos.

Cuando el flasheo finaliza, se extrae la tarjeta del lector y se introduce en la ranura microSD de la Raspberry Pi. A partir de ahí, basta con conectar la alimentación (y, si queremos, un cable de red Ethernet) para que la Pi arranque con RAKPiOS.

Primer arranque, acceso SSH y cambio de contraseña

En el primer arranque, RAKPiOS suele crear un punto de acceso Wi‑Fi con SSID del tipo RAK_XXXX, donde XXXX corresponde a los últimos dígitos de la MAC de la Raspberry Pi. La contraseña inicial del AP suele ser “rakwireless”. Conectándonos a esa red podemos acceder al equipo sin necesidad de cable.

La dirección IP por defecto de la Raspberry Pi en ese modo suele ser 192.168.230.1. Con esa IP podemos abrir una conexión SSH (por ejemplo, con PuTTY en Windows o desde la terminal en Linux/macOS) utilizando las credenciales por defecto, que normalmente son usuario “rak” y contraseña “changeme”.

En cuanto iniciamos sesión por primera vez, el sistema nos pide cambiar la contraseña por motivos de seguridad. Es un paso que no conviene saltarse: basta con introducir la clave actual y después la nueva contraseña dos veces.

Configuración de la conexión a Internet con rakpios-cli

Una vez autenticados, el siguiente paso es configurar el acceso a Internet. RAKPiOS incluye una utilidad de configuración llamada rakpios-cli que centraliza la mayor parte de las opciones de red y servicios.

Escribiendo rakpios-cli en la terminal aparecerá un menú de tipo texto, navegable con el teclado. Aunque al principio pueda dar algún aviso o error menor, se puede continuar pulsando “OK” hasta llegar a las opciones principales. Desde ahí se entra en “Managed Networks” and se selecciona la interfaz wlan0 para ajustar la Wi‑Fi.

Dentro de la configuración de wlan0 se indica el modo de operación, normalmente STA Mode (cliente Wi‑Fi). Luego se escanean las redes disponibles o se introduce manualmente el SSID, se configura la clave de la Wi‑Fi y se habilita la conexión. Una vez aplicados los cambios, la Raspberry se desconectará del AP temporalmente y obtendrá una IP del router de la red.

Para seguir accediendo al equipo se utiliza ahora la nueva dirección IP asignada por el router a la Raspberry Pi. De esa forma ya no dependemos del AP de RAK y el gateway se comporta como un dispositivo más de la red local.

Activación del Packet Forwarder y obtención del EUI del gateway

Con el acceso a Internet en marcha, toca habilitar el servicio LoRaWAN propiamente dicho. De nuevo, desde rakpios-cli se entra esta vez en la sección “Deploy Services” y se selecciona “Packet Forwarder”.

En el menú de Packet Forwarder se accede a la opción “Configure Environment Variables”, donde se indican datos como la región (por ejemplo, EU_868), la interfaz (SPI, que es la utilizada por el concentrador RAK5146), el modelo de concentrador y, si procede, otros parámetros específicos de la banda.

Tras guardar los cambios, se vuelve al menú anterior y se elige “Start the Service” para arrancar el Packet Forwarder. En ese momento, el sistema mostrará el EUI del gateway, que es el identificador único que necesitaremos en la consola de TTN para dar de alta la puerta de enlace.

Conviene copiar este EUI y guardarlo en algún documento de configuración. A continuación, el procedimiento de alta en TTN es el mismo que para un gateway comercial: desde la consola, en el apartado de Gateways, se pulsa en registrar, se introduce el EUI, se selecciona la región (EU868) y se completa el registro.

Alta de aplicaciones y dispositivos finales en TTN

Una vez que el gateway aparece como “Connected” en TTN, el siguiente paso para ver datos útiles es registrar las aplicaciones y los dispositivos finales. El gateway por sí solo no almacena información útil, solo reenvía tráfico. Son las aplicaciones las que agrupan los datos de los sensores o trackers.

En TTN, desde la consola, se accede a la sección de “Applications” y se crea una nueva aplicación dándole un ID y, si se desea, una descripción. Esta aplicación actuará como contenedor de todos los dispositivos finales (sensores) relacionados con un mismo proyecto.

Una vez creada la aplicación, se utiliza el botón de “Register end device” o “Registrar dispositivo final” para dar de alta cada sensor. TTN permite registrar dispositivos introduciendo manualmente los parámetros o, en algunos casos, usando plantillas del fabricante.

Para alta manual, se pueden generar desde la propia consola valores como DevEUI y AppKey con botones de generación automática, mientras que el JoinEUI (equivalente a AppEUI) puede ser un valor definido por el usuario (siempre que luego coincida con lo que configuremos en el dispositivo).

Una vez completado el formulario y confirmado el registro, TTN mostrará en la pestaña de “Activation information” los parámetros necesarios para configurar el dispositivo final: DevEUI, JoinEUI/AppEUI y AppKey. Estos datos son los que debemos introducir en el nodo LoRaWAN (sensor, tracker, etc.) mediante su herramienta de configuración o interfaz serie.

Ejemplo con sensores Tabs TBHH100-868 y trackers Dragino

Los sensores de temperatura y humedad Tabs TBHH100-868 del fabricante Browan son un ejemplo típico de dispositivo LoRaWAN sencillo. Su función principal es enviar periódicamente la temperatura, la humedad relativa y, en algunos casos, el estado de batería.

Este tipo de sensores suelen venir con las claves LoRaWAN ya programadas: AppKey, AppEUI y DevEUI. El proveedor suele entregar una hoja de datos o etiqueta con estos valores. En TTN solo hace falta crear una aplicación e introducir, para cada sensor, las credenciales que figuran en esa hoja.

La lógica de envío de datos de estos sensores suele estar basada en umbrales: remiten información cada cierto tiempo o cuando hay cambios significativos (por ejemplo, cada 60 minutos si no hay cambios, o antes si la temperatura varía ±2 °C o la humedad ±5 %). Es importante conocer estos detalles para interpretar correctamente la frecuencia de mensajes en TTN.

En el caso de los trackers Dragino, utilizados como localizadores GPS, el registro en TTN se realiza de forma similar: se crean los dispositivos en la aplicación de TTN con sus claves únicas y, si se desea, se ajustan parámetros avanzados del tracker (intervalo de envío, duración de la alarma de pánico, etc.) mediante comandos AT por puerto serie.

Para configurar estos trackers por USB, se conecta el cable al PC, se abre un terminal serie (115200 baudios) y se envían los comandos AT que indica el manual. Un detalle importante es que los comandos deben pegarse de golpe, no teclearse carácter a carácter, para que el dispositivo los interprete correctamente.

Integración de dispositivos externos: ejemplo de unidad Loko Air

Otra situación frecuente es la integración de dispositivos específicos, como una unidad de ventilación o control ambiental tipo Loko Air, que se configura mediante una herramienta de escritorio propia (por ejemplo, Loko Configuration Tool).

En este caso, el flujo típico es: se crea el dispositivo final en TTN, se generan (o se toman) los valores de DevEUI, JoinEUI y AppKey, y después se introducen estos tres parámetros en la herramienta de configuración del fabricante, habilitando la opción LoRaWAN en el equipo.

Una vez enviada la configuración, el dispositivo se reinicia y comienza a intentar unirse a la red TTN usando OTAA (Over The Air Activation). Cuando el gateway capta el intento de unión y la red lo acepta, en la consola de TTN se empezarán a ver mensajes en tiempo real en la vista de “Live data” del dispositivo, junto con la ubicación en el mapa si el equipo envía coordenadas GPS.

Formateadores de carga útil y decodificación de datos

Para que los datos enviados por los sensores sean legibles, TTN permite definir formateadores de carga útil (payload formatters). En algunos casos se puede usar un formato estándar, como CayenneLPP, que ya interpreta automáticamente ciertos tipos de datos.

Cuando el dispositivo usa un formato propietario, el desarrollador puede crear un decodificador personalizado en JavaScript que reciba los bytes en crudo, los convierta en hexadecimal y aplique funciones específicas para interpretar cada tipo de dato (humedad, temperatura, barómetro, GPS, acelerómetro, giroscopio, magnetómetro, voltaje de batería, etc.).

El patrón típico consiste en analizar un “flag” o identificador de canal al principio de la trama y, según su valor, aplicar la fórmula correcta a los bytes siguientes para convertirlos en valores físicos. Al final, el script devuelve un objeto JSON con las variables interpretadas (por ejemplo, temperature, humidity, battery, latitude, longitude…), que TTN mostrará como campos legibles.

Esta información «ya digerida» es la que se puede reutilizar luego en integraciones con plataformas externas como Node-RED, MQTT, dashboards tipo Datacake, bases de datos MySQL o servicios cloud como ThingSpeak, sin necesidad de volver a descodificar cada payload en cada sistema.

Visualización y explotación de datos: de TTN a Node-RED, Datacake y otros

Una vez que los dispositivos envían datos y TTN los recibe sin problemas, llega la parte divertida: la visualización y explotación de la información. TTN ya ofrece una consola básica para ver tráfico y datos de cada dispositivo, pero lo normal es integrar los datos con otras plataformas.

Una opción muy utilizada es Datacake, que permite crear paneles (dashboards) públicos o privados para visualizar valores como temperatura, humedad, posición GPS o estado de batería de forma amigable. Desde TTN se configura la integración correspondiente para que los datos descodificados lleguen automáticamente a Datacake.

En entornos más avanzados o cuando se quiere automatizar lógica de negocio, es muy común utilizar Node-RED junto con MQTT. TTN publica los datos de las aplicaciones a través de un broker MQTT y Node-RED los consume para procesarlos, almacenarlos en bases de datos como MySQL, disparar avisos, actuar sobre otros dispositivos o enviarlos a sistemas externos.

Este tipo de integraciones permite construir soluciones IoT completas de extremo a extremo con un coste relativamente bajo: nodos LoRaWAN de bajo consumo, gateways conectados a TTN, y un backend flexible basado en Node-RED, bases de datos y dashboards.

Hay incluso cursos y formaciones específicas que cubren toda la cadena: desde la configuración del gateway y el alta en TTN, pasando por MQTT y Node-RED, hasta el almacenamiento y análisis en plataformas como MySQL o ThingSpeak. En esos cursos se proporcionan lecciones en vídeo y soporte para resolver dudas concretas de implementación.

En conjunto, todo este flujo —gateway configurado, TTN como servidor LoRaWAN, aplicaciones y dispositivos bien dados de alta, decodificadores de payload y herramientas de integración— hace posible que los proyectos LoRaWAN pasen de ser simples pruebas de laboratorio a desplegarse como soluciones robustas y escalables en el mundo real, aptas para monitorizar activos, entornos, infraestructuras o procesos industriales durante años con un mantenimiento mínimo.

Vista de forma global, la configuración de un gateway LoRaWAN y de su ecosistema asociado puede parecer enrevesada, pero se reduce a unos pocos pilares: asegurar una conectividad IP sólida, elegir correctamente el plan de frecuencias, enlazar el gateway con un servidor LoRaWAN como TTN, registrar aplicaciones y dispositivos con sus credenciales, y aprovechar formateadores, integraciones y dashboards para convertir los datos crudos en información útil y accionable.