Complete handleiding voor het configureren van een LoRaWAN-gateway met TTN

Informatec Digital » Bronnen » Complete handleiding voor het configureren van een LoRaWAN-gateway met TTN

Het correct instellen en afstellen van een goed geconfigureerde LoRaWAN-gateway is essentieel voor een goed functionerend IoT-project dat op deze technologie is gebaseerd. Het is niet voldoende om simpelweg de apparatuur aan te sluiten en te hopen dat alles goed gaat: er moet aandacht worden besteed aan de hardware, het IP-netwerk, de packet forwarder en de registratie bij een LoRaWAN-server zoals The Things Network (TTN) , naast het registreren van applicaties en eindapparaten.

In deze handleiding leert u stap voor stap en in detail hoe u een LoRaWAN-gateway volledig configureert in verschillende praktijksituaties: commerciële gateways zoals de RAK7289 of Dragino LPS8, een zelfgebouwde gateway met een Raspberry Pi 4B en RAK5146 hub, en de registratie van LoRaWAN-sensoren (gps-trackers, temperatuur- en vochtigheidssensoren, enz.) in TTN. Het doel is dat u na het lezen precies weet wat u moet doen, waar u het moet doen en wat u moet controleren om er zeker van te zijn dat alles correct werkt.

Basisconcepten en voorbereidende stappen vóór het configureren van een LoRaWAN-gateway

Voordat je begint te experimenteren met menu's, is het belangrijk om te begrijpen welke elementen betrokken zijn bij een functionerend LoRaWAN-netwerk : de gateway, de LoRaWAN-server, de applicaties en de eindapparaten . Elk onderdeel heeft zijn eigen rol en vereist bepaalde minimale parameters om met de andere onderdelen te communiceren.

In de praktijk maken de meeste onderwijs- en laboratoriumprojecten gebruik van TTN als een gratis openbare server . TTN biedt een webconsole waarmee gateways kunnen worden geregistreerd, applicaties kunnen worden gemaakt en apparaten kunnen worden geregistreerd om hun gegevens veilig te verzenden met behulp van unieke sleutels ( DevEUI, AppEUI/JoinEUI, AppKey ).

Een ander punt dat vanaf het begin duidelijk moet zijn, is de LoRaWAN-frequentie die compatibel is met uw regio . In Europa wordt doorgaans het frequentieplan voor de 868 MHz-band (EU868) gebruikt, terwijl andere regio's andere plannen hanteren (US915, AU915, enz.). De gateway en TTN moeten compatibel zijn met dit plan, oftewel, simpel gezegd, op hetzelfde kanaal communiceren.

Wat de eindapparaten betreft, wordt vaak gewerkt met Dragino GPS-trackers voor locatiebepaling en temperatuur- en vochtigheidssensoren zoals de Browan Tabs TBHH100-868 sensoren. Deze apparaten worden meestal geleverd met vooraf geïnstalleerde LoRaWAN-gegevens, klaar om te registreren bij TTN, maar het is raadzaam om deze te controleren en te weten waar u ze moet configureren.

Tot slot is het essentieel om ervoor te zorgen dat de gateway een stabiele en veilige IP-verbinding heeft , of dit nu via een Ethernetkabel, Wi-Fi of zelfs 4G/5G-mobiele netwerken is. Zonder internettoegang (of de bijbehorende WAN-verbinding) kan de gateway geen LoRa-pakketten naar de server doorsturen.

Configuratie van commerciële gateways: RAK7289 en Dragino LPS8

Veel onderwijsprojecten maken gebruik van commerciële gateways zoals de RAK7289 voor buitengebruik of de Dragino LPS8 voor binnengebruik . Beide gateways beschikken over een webgebaseerde beheerinterface waar de IP-netwerkinstellingen en de LoRaWAN-parameters die nodig zijn voor communicatie met TTN of andere servers worden geconfigureerd.

In sommige omgevingen, zoals onderwijsinstellingen, is de initiële configuratie van de RAK-gateway mogelijk al door de instelling zelf uitgevoerd (bijvoorbeeld een middelbare school). Studenten hoeven dan alleen de netwerkinstellingen (statisch IP-adres of DHCP) aan te passen aan de lokale infrastructuur. Desondanks is het raadzaam om alle stappen te kennen, zodat deze herhaald kunnen worden bij een verandering van locatie of server.

IP-netwerkconfiguratie op RAK-gateways (voorbeeld RAK7289)

De eerste echte stap bij het werken met de gateway is ervoor zorgen dat deze IP-toegang heeft tot het lokale netwerk en het internet . Bij RAK-gateways wordt dit geconfigureerd in het beheermenu, in het gedeelte voor het WAN-netwerk.

Op het menu Netwerk → WAN-interface We kunnen kiezen of de gateway zal functioneren als DHCP-client of met statisch IP-adresAls de router in DHCP-modus staat, wijst hij automatisch een IP-adres toe. Dit vereenvoudigt de zaken, maar vereist wel dat het toegewezen IP-adres later wordt achterhaald met behulp van een netwerkscanner (bijvoorbeeld met ...). nmapeen IP-scanner gebruiken of de connectiviteit controleren met ping in Linux) of door de DHCP-servertabel van de router te raadplegen.

Als we meer controle nodig hebben, is het sterk aan te raden de gateway een goed gedocumenteerd statisch IP-adres toe te wijzen . Op die manier weten we altijd welk adres we moeten gebruiken om toegang te krijgen tot het beheerpaneel, en is het gemakkelijker om firewallregels of toegangscontroles op afstand toe te passen indien nodig.

In omgevingen met meerdere apparaten, zoals klaslokalen of laboratoria, is het ook handig om het Ethernet MAC-adres en de hostnaam van de gateway te kennen. Soms geeft de DHCP-server zelf deze informatie weer met een herkenbare hostnaam (bijvoorbeeld "RAK7289"), waardoor je deze in één oogopslag kunt vinden, zelfs bij gebruik van DHCP.

Noodtoegang via beheerde wifi

Als we om welke reden dan ook het IP-adres van de gateway niet kunnen vinden op het bekabelde netwerk, bieden veel RAK- en Dragino-modellen een geïntegreerd Wi-Fi-toegangspunt voor beheer . Dit toegangspunt is meestal open of gebruikt standaard inloggegevens, waardoor u een laptop of tablet rechtstreeks met het apparaat kunt verbinden.

Bij het verbinden met dat Wi-Fi-netwerk is het standaard gateway-IP-adres meestal het eigen beheeradres van de gateway . Door dat IP-adres via een webbrowser te benaderen, kunnen we de beheerinterface openen zonder afhankelijk te zijn van DHCP, tussenliggende switches of routers – iets wat erg handig is bij nieuwe implementaties of wanneer de netwerkconfiguratie volledig verloren is gegaan.

Zodra de installatie is voltooid, is het echter cruciaal om de beheer-Wi-Fi uit te schakelen of de beveiliging ervan te versterken . Een open of slecht beveiligd netwerk dat is verbonden met een cruciaal apparaat zoals de gateway vormt een duidelijk risico, vooral als de gateway zich buiten of op een openbare locatie bevindt.

LoRaWAN-configuratie en TTN-registratie van een RAK-gateway

Nadat het IP-netwerk is vastgesteld, is de volgende stap het koppelen van de gateway aan de LoRaWAN-server. Op RAK-gateways vindt u dit meestal in het menu LoRa-netwerk → Netwerkinstellingen → Pakketdoorstuurder , waar u de bestemming configureert waarnaar ontvangen LoRa-pakketten worden verzonden.

In dat gedeelte moeten we de Gateway EUI vinden en kopiëren . Dit is de unieke identificatiecode van de gateway. Deze waarde wordt vervolgens gebruikt om de gateway te registreren in de TTN-console. Het is verstandig om deze EUI (samen met de gebruikersnaam en het wachtwoord van het apparaat) in een document op te slaan, zodat u deze niet elke keer hoeft op te zoeken.

Om de gateway bij TTN te registreren, opent u de TTN-console met de juiste inloggegevens. Nadat u bent ingelogd, selecteert u de juiste regio en gaat u naar het gedeelte 'Gateways'. Klik daar op 'Gateway registreren', voer de gekopieerde EUI in, selecteer het juiste frequentieplan (in Europa: EU868) en voltooi het registratieproces.

Bij sommige modellen en firmwareversies is het nodig om de legacy packet forwarder- modus in de TTN-instellingen in te schakelen om compatibiliteit met de gateway-software te garanderen. U kunt ook het dekkingstype (binnen/buiten) en de fysieke locatie specificeren, zodat de gateway correct wordt weergegeven op TTN-kaarten.

Als alles correct is gedaan, verandert de gatewaystatus in de TTN-console naar "Verbonden" en verschijnen er in het tabblad Verkeer berichten met realtime LoRa-verkeer wanneer er apparaten binnen bereik zenden.

Dragino LPS8 Gatewaybeheer: toegang, wifi en IP

De Dragino LPS8 is een vrij gangbare LoRaWAN-gateway voor binnengebruik, geschikt voor testen en kleinschalige implementaties. Hij is gebaseerd op een SX1308-concentrator en wordt geleverd met voorgeconfigureerde frequentieplannen voor verschillende geografische zones, waaronder de EU868-band.

Dit apparaat kan zowel via SSH als HTTP worden beheerd . Om er via SSH of HTTP toegang toe te krijgen via de RJ-45-poort, moeten we eerst het IP-adres weten dat door de DHCP-server van het netwerk is toegewezen. Ook hier is het handig om een ​​IP-scanner te gebruiken, de DHCP-tabel van de router te controleren of een vergelijkbaar hulpmiddel toe te passen.

De eenvoudigste optie voor de eerste installatie is het gebruik van het Wi-Fi-toegangspunt dat door de LPS8 zelf wordt aangemaakt . Wanneer het apparaat wordt ingeschakeld, zendt het een netwerk uit met een SSID van het type "dragino-xxxxx". Het standaardwachtwoord is meestal "dragino+dragino". Zodra er verbinding is met dit netwerk, kan de gateway via een webbrowser worden benaderd door het IP-adres 10.130.1.1 in te voeren.

De initiële inloggegevens voor de webinterface zijn meestal de gebruikersnaam "admin" en het wachtwoord "dragino" . Het is sterk aan te raden deze gegevens te wijzigen zodra alles operationeel is, vooral als u het wifi-toegangspunt actief laat of als de gateway toegankelijk is vanuit onbeheerde netwerken.

Dragino LPS8 LoRaWAN-instellingen en TTN-link

In de configuratie-interface van de LPS8 vinden we een specifiek menu voor de LoRa- en LoRaWAN-secties. De eerste stap is controleren of het juiste frequentieplan voor onze regio is geselecteerd , bijvoorbeeld 868 MHz voor Europa.

In het tabblad LoRaWAN geeft u de server op waarnaar de pakketten worden doorgestuurd. In het keuzemenu 'serviceprovider' kunt u TTN selecteren en bij 'serveradres' kiest u de Europese TTN-server die is gekoppeld aan de EU868-band. De UDP-uplink- en downlinkpoorten zijn standaard meestal ingesteld op 1700, wat in de meeste gevallen correct is.

Op datzelfde scherm wordt de gateway-ID weergegeven . Dit is de waarde die we in de TTN-console gebruiken bij het registreren van de gateway. De registratie verloopt vrijwel hetzelfde als bij RAK: u opent de console, gaat naar "Gateways", kiest "gateway registreren", voert de ID in, vinkt (indien van toepassing) het gebruik van de legacy packet forwarder aan en selecteert het bijbehorende Europese abonnement.

Als we onze eigen LoRaWAN-server, zoals ChirpStack , in plaats van TTN zouden willen gebruiken , zouden we hier het adres, de poorten en de authenticatieparameters moeten invoeren. Voor educatieve doeleinden en veel persoonlijke projecten is TTN echter meestal meer dan voldoende.

LAN, WAN en Wi-Fi WAN configureren in Dragino

In het tabblad Netwerk van de LPS8 vindt u verschillende subtabbladen waarmee u nauwkeurig kunt instellen hoe de gateway verbinding maakt met uw lokale netwerk en het internet. In het gedeelte LAN configureert u het interne netwerk dat wordt gebruikt door het eigen Wi-Fi-toegangspunt van de gateway; dit is een soort lokaal 'beheernetwerk'.

Het is het beste om de standaard LAN-configuratie niet te wijzigen , of als u dat wel doet, om die instellingen zorgvuldig te noteren, aangezien dit mogelijk de enige manier is om toegang te krijgen als de WAN-verbinding verkeerd is geconfigureerd. Het LAN van de LPS8 fungeert als een noodnetwerk om weer beheerdersrechten te verkrijgen.

In het WAN- gedeelte definieert u het IP-adres dat de RJ-45-poort gebruikt wanneer de gateway via een kabel is aangesloten. U kunt kiezen voor DHCP of een statisch IP-adres toewijzen. In stabiele omgevingen is het toewijzen van een statisch IP-adres aan de WAN-interface de meest professionele aanpak om onverwachte adreswijzigingen te voorkomen.

Tot slot maakt het Wi-Fi WAN- gedeelte het mogelijk voor de gateway om als client verbinding te maken met een bestaand Wi-Fi-netwerk. Hier definieert u of het IP-adres van die interface statisch is of via DHCP wordt verkregen, en voert u de SSID, het versleutelingstype en het wachtwoord in.

Op het tabblad Wi-Fi wordt ook het toegangspunt (AP) weergegeven dat Dragino automatisch genereert, en kunt u dit configureren . Vanuit veiligheidsoogpunt is het raadzaam om de netwerknaam en het wachtwoord te wijzigen, of zelfs het AP uit te schakelen als het niet wordt gebruikt, om het aanvalsoppervlak te verkleinen.

Een doe-het-zelf LoRaWAN-gateway bouwen met een Raspberry Pi 4 en RAK5146

Naast commerciële gateways is het ook heel gebruikelijk om zelf een LoRaWAN-gateway te bouwen met een Raspberry Pi en een RAK-hub . Deze aanpak is perfect om grondig te leren hoe alle componenten met elkaar verbonden zijn en om een ​​flexibel en uitbreidbaar systeem te hebben.

Bij dit type project wordt doorgaans een Raspberry Pi 4B gebruikt als het brein van het systeem, samen met een mPCIe-hub zoals de RAK5146, gemonteerd op een RAK2287 Pi HAT-adapter. Op deze basis wordt vervolgens een gespecialiseerde systeemimage geïnstalleerd, zoals RAKPiOS, die al specifieke hulpprogramma's integreert voor het beheren van de LoRaWAN-component.

Vereiste hardware en fysieke montage

Om dit type LoRaWAN-gateway te bouwen, heb je minimaal een Raspberry Pi 4B met voeding , een microSD-kaart van minimaal 16 GB, de Pi HAT RAK2287, de mPCIe-hub RAK5146 en de bijbehorende LoRa- en GPS-antennes nodig. Een goede set schroeven en afstandhouders helpt ook om alles stevig vast te zetten.

Het proces begint met het plaatsen van de RAK5146 in de mPCIe-sleuf van de RAK2287 HAT , meestal onder een hoek van ongeveer 45 graden, totdat deze vastklikt. Druk vervolgens de kaart voorzichtig aan en bevestig deze met de twee schroeven die overeenkomen met de gaten in de HAT.

Zodra de hub op de HAT is gemonteerd, wordt de Pi HAT over de GPIO-pinnen van de Raspberry Pi geplaatst en vastgezet met vier schroeven of afstandhouders om beweging te voorkomen. Dit creëert een stevig blok dat de connectoren beschermt en de installatie in behuizingen of stands vereenvoudigt.

Sluit tot slot de LoRa-antenne en de GPS-antenne aan op de bijbehorende connectoren op de hub. Het is uiterst belangrijk om het apparaat nooit in te schakelen zonder dat de antennes zijn aangesloten, aangezien dit de RF-module van de hub kan beschadigen.

RAKPiOS installeren op de SD-kaart

Nu de fysieke componenten compleet zijn, is de volgende stap het voorbereiden van het besturingssysteem van de Raspberry Pi. Download hiervoor de nieuwste versie van RAKPiOS uit de officiële RAK-repository . Deze versie is specifiek ontworpen voor LoRaWAN-gateways met RAK-hardware.

De RAKPiOS-image wordt naar de microSD-kaart geschreven met behulp van een flashtool zoals Balena Etcher of een vergelijkbaar programma . De gebruikelijke procedure omvat het selecteren van de gedownloade image, het kiezen van de bestemmingskaart en het starten van het programma "Flash", waarna gewacht wordt tot het proces is voltooid en de gegevens zijn geverifieerd.

Zodra het flashen is voltooid, haal je de kaart uit de kaartlezer en plaats je deze in de microSD-sleuf van de Raspberry Pi . Vervolgens sluit je de voeding aan (en eventueel een Ethernetkabel) zodat de Pi kan opstarten in RAKPiOS.

Eerste opstart, SSH-toegang en wachtwoordwijziging

Bij de eerste opstart maakt RAKPiOS doorgaans een Wi-Fi-toegangspunt aan met een SSID van het type RAK_XXXX , waarbij XXXX overeenkomt met de laatste cijfers van het MAC-adres van de Raspberry Pi. Het initiële wachtwoord voor het toegangspunt is meestal "rakwireless". Door verbinding te maken met dit netwerk kunt u draadloos toegang krijgen tot het apparaat.

Het standaard IP-adres van de Raspberry Pi in deze modus is meestal 192.168.230.1 . Met dit IP-adres kunnen we een SSH-verbinding openen (bijvoorbeeld met PuTTY op Windows of vanuit de terminal op Linux/macOS) met de standaard inloggegevens, die meestal de gebruikersnaam "rak" en het wachtwoord "changeme" zijn.

De eerste keer dat u inlogt, vraagt ​​het systeem u om uw wachtwoord te wijzigen om veiligheidsredenen . Sla deze stap niet over: voer uw huidige wachtwoord in en vervolgens twee keer uw nieuwe wachtwoord.

De internetverbinding instellen met rakpios-cli

Na authenticatie is de volgende stap het configureren van de internettoegang. RAKPiOS bevat een configuratieprogramma genaamd rakpios-cli dat de meeste netwerk- en serviceopties centraliseert.

Typen rakpios-cli Er verschijnt een tekstmenu in de terminal, dat u met het toetsenbord kunt bedienen. Hoewel er in eerste instantie mogelijk een waarschuwing of een kleine foutmelding verschijnt, kunt u op "OK" blijven drukken totdat u de hoofdopties bereikt. Van daaruit hebt u toegang tot... Ga naar "Beheerde netwerken" en selecteer de wlan0-interface. om de wifi aan te passen.

Binnen de wlan0-configuratie wordt de bedrijfsmodus gespecificeerd, meestal STA-modus (Wi-Fi-client) . Vervolgens worden beschikbare netwerken gescand of wordt de SSID handmatig ingevoerd, het Wi-Fi-wachtwoord geconfigureerd en de verbinding ingeschakeld. Zodra de wijzigingen zijn doorgevoerd, verbreekt de Raspberry Pi tijdelijk de verbinding met het toegangspunt en verkrijgt een IP-adres van de netwerkrouter.

Om toegang tot het apparaat te blijven houden, wordt nu het nieuwe IP-adres gebruikt dat de router aan de Raspberry Pi heeft toegewezen. Op deze manier zijn we niet langer afhankelijk van het RAK-toegangspunt en gedraagt ​​de gateway zich als elk ander apparaat in het lokale netwerk.

De pakketdoorstuurder activeren en de EUI van de gateway verkrijgen.

Nu de internetverbinding tot stand is gebracht, is het tijd om de LoRaWAN-service zelf in te schakelen. Ga hiervoor opnieuw met rakpios-cli naar het gedeelte "Deploy Services" en selecteer "Packet Forwarder".

In het menu van de pakketdoorstuurder kunt u de optie "Omgevingsvariabelen configureren" openen , waar u gegevens kunt specificeren zoals de regio (bijvoorbeeld EU_868), de interface (SPI, die wordt gebruikt door de RAK5146-concentrator), het concentratormodel en, indien van toepassing, andere bandspecifieke parameters.

Nadat u de wijzigingen hebt opgeslagen, gaat u terug naar het vorige menu en selecteert u 'Service starten' om de pakketdoorstuurder te starten. Het systeem zal vervolgens de EUI van de gateway weergeven. Dit is de unieke identificatiecode die we in de TTN-console nodig hebben om de gateway te registreren.

Het is raadzaam om deze EUI te kopiëren en op te slaan in een configuratiedocument . De registratieprocedure in TTN is vervolgens hetzelfde als voor een commerciële gateway: klik in de console, in het gedeelte Gateways, op 'Registreren', voer de EUI in, selecteer de regio (EU868) en voltooi de registratie.

Registratie van applicaties en eindapparaten in TTN

Zodra de gateway in TTN als 'Verbonden' wordt weergegeven, is de volgende stap om nuttige gegevens te bekijken het registreren van de applicaties en eindapparaten . De gateway zelf slaat geen nuttige informatie op; hij stuurt alleen verkeer door. Het zijn de applicaties die de gegevens van de sensoren of trackers verzamelen.

Ga in TTN via de console naar het gedeelte "Applicaties" en maak een nieuwe applicatie aan. Geef deze een ID en, indien gewenst, een beschrijving. Deze applicatie fungeert als container voor alle eindapparaten (sensoren) die bij hetzelfde project horen.

Nadat de applicatie is aangemaakt, wordt de knop "Eindapparaat registreren" gebruikt om elke sensor te registreren. TTN biedt de mogelijkheid om apparaten te registreren door handmatig de parameters in te voeren of, in sommige gevallen, door gebruik te maken van sjablonen van de fabrikant.

Bij handmatige configuratie kunnen waarden zoals DevEUI en AppKey rechtstreeks vanuit de console worden gegenereerd met behulp van automatische generatieknoppen, terwijl de JoinEUI (equivalent aan AppEUI) een door de gebruiker gedefinieerde waarde kan zijn (mits deze overeenkomt met de configuratie op het apparaat).

Zodra het formulier is ingevuld en de registratie is bevestigd, toont TTN de benodigde parameters voor het configureren van het eindapparaat in het tabblad "Activeringsinformatie": DevEUI, JoinEUI/AppEUI en AppKey. Dit zijn de gegevens die in het LoRaWAN-knooppunt (sensor, tracker, enz.) moeten worden ingevoerd met behulp van de configuratietool of de seriële interface.

Voorbeeld met Tabs TBHH100-868 sensoren en Dragino trackers

De Browan TBHH100-868 temperatuur- en vochtigheidssensoren zijn een typisch voorbeeld van een eenvoudig LoRaWAN-apparaat. Hun belangrijkste functie is het periodiek verzenden van temperatuur, relatieve luchtvochtigheid en, in sommige gevallen, de batterijstatus.

Dit type sensoren wordt meestal geleverd met voorgeprogrammeerde LoRaWAN-sleutels: AppKey, AppEUI en DevEUI . De leverancier levert doorgaans een gegevensblad of label met deze waarden. Met TTN hoeft u alleen een applicatie aan te maken en de inloggegevens van dat gegevensblad voor elke sensor in te voeren.

De datatransmissielogica van deze sensoren is doorgaans gebaseerd op drempelwaarden: ze verzenden informatie met vaste intervallen of wanneer er significante veranderingen optreden (bijvoorbeeld elke 60 minuten als er geen veranderingen zijn, of eerder als de temperatuur met ±2 °C of de luchtvochtigheid met ±5% varieert). Inzicht in deze details is belangrijk voor een correcte interpretatie van de berichtfrequentie in TTN.

Bij Dragino-trackers , die als GPS-locators worden gebruikt, verloopt de registratie in TTN op een vergelijkbare manier: de apparaten worden in de TTN-applicatie aangemaakt met hun unieke sleutels en, indien gewenst, worden geavanceerde trackerparameters (zendinterval, duur van het paniekalarm, enz.) aangepast met behulp van AT-commando's via de seriële poort.

Om deze trackers via USB te configureren, sluit u de kabel aan op uw pc, opent u een seriële terminal (115200 baud) en verzendt u de AT-commando's zoals aangegeven in de handleiding . Het is belangrijk om te weten dat de commando's in één keer moeten worden ingevoerd, niet teken voor teken, anders kan het apparaat ze niet correct interpreteren.

Integratie van externe apparaten: voorbeeld van een Loko Air-unit

Een andere veelvoorkomende situatie is de integratie van specifieke apparaten, zoals een ventilatie- of klimaatregelingsunit zoals Loko Air , die wordt geconfigureerd met behulp van een eigen desktoptool (bijvoorbeeld Loko Configuration Tool).

In dit geval verloopt het proces doorgaans als volgt: het uiteindelijke apparaat wordt aangemaakt in TTN, de waarden voor DevEUI, JoinEUI en AppKey worden gegenereerd (of overgenomen), en vervolgens worden deze drie parameters ingevoerd in de configuratietool van de fabrikant , waarmee de LoRaWAN-optie op het apparaat wordt ingeschakeld.

Zodra de configuratie is verzonden, start het apparaat opnieuw op en probeert het verbinding te maken met het TTN-netwerk via OTAA (Over The Air Activation). Wanneer de gateway de verbindingspoging detecteert en het netwerk deze accepteert, verschijnen realtime berichten in de "Live data"-weergave van het apparaat in de TTN-console , samen met de locatie op de kaart als het apparaat GPS-coördinaten verzendt.

Payloadformatters en datadecoders

Om ervoor te zorgen dat de door de sensoren verzonden gegevens leesbaar zijn, kunt u bij TTN payload-formatters definiëren . In sommige gevallen kan een standaardformaat, zoals CayenneLPP, worden gebruikt, dat bepaalde soorten gegevens automatisch interpreteert.

Wanneer het apparaat een eigen formaat gebruikt, kan de ontwikkelaar een aangepaste JavaScript-decoder maken die de ruwe bytes ontvangt, deze omzet naar hexadecimaal en specifieke functies toepast om elk gegevenstype te interpreteren (vochtigheid, temperatuur, barometer, GPS, accelerometer, gyroscoop, magnetometer, batterijspanning, enz.).

Het gebruikelijke patroon houdt in dat een "vlag" of kanaal-ID aan het begin van het frame wordt geanalyseerd en, afhankelijk van de waarde ervan, de juiste formule wordt toegepast op de volgende bytes. zet ze om in fysieke waardenTot slot retourneert het script een JSON-object met de geïnterpreteerde variabelen (bijvoorbeeld: temperature, humidity, battery, latitude, longitude…), die TTN als leesbare velden zal weergeven.

Deze "reeds verwerkte" informatie kan vervolgens opnieuw worden gebruikt in integraties met externe platforms zoals Node-RED, MQTT, Datacake-achtige dashboards, MySQL-databases of cloudservices zoals ThingSpeak, zonder dat elke payload in elk systeem opnieuw hoeft te worden gedecodeerd.

Datavisualisatie en -analyse: van TTN tot Node-RED, Datacake en anderen.

Zodra de apparaten data verzenden en TTN deze probleemloos ontvangt, begint het leuke gedeelte: het visualiseren en analyseren van de informatie . TTN biedt al een basisconsole voor het bekijken van verkeer en data van elk apparaat, maar het is gebruikelijker om de data te integreren met andere platforms.

Een populaire optie is Datacake , waarmee je openbare of privé-dashboards kunt maken om waarden zoals temperatuur, luchtvochtigheid, GPS-positie of batterijstatus op een gebruiksvriendelijke manier te visualiseren. TTN configureert de bijbehorende integratie, zodat de gedecodeerde gegevens automatisch naar Datacake worden verzonden.

In meer geavanceerde omgevingen of bij het automatiseren van bedrijfslogica is het heel gebruikelijk om Node-RED in combinatie met MQTT te gebruiken . TTN publiceert applicatiegegevens via een MQTT-broker, en Node-RED gebruikt deze gegevens om ze te verwerken, op te slaan in databases zoals MySQL, waarschuwingen te activeren, andere apparaten aan te sturen of naar externe systemen te verzenden.

Met dit type integratie kunt u complete end-to-end IoT-oplossingen bouwen tegen relatief lage kosten: energiezuinige LoRaWAN-nodes, TTN-gateways en een flexibele backend gebaseerd op Node-RED, databases en dashboards.

Er bestaan ​​zelfs specifieke cursussen en trainingsprogramma's die de hele keten bestrijken: van gatewayconfiguratie en TTN-registratie, via MQTT en Node-RED, tot opslag en analyse op platforms zoals MySQL of ThingSpeak. Deze cursussen bieden videolessen en ondersteuning om specifieke implementatievragen te beantwoorden.

Al met al zorgt dit hele proces – geconfigureerde gateway, TTN als LoRaWAN-server, correct geregistreerde applicaties en apparaten, payloaddecoders en integratietools – ervoor dat LoRaWAN-projecten kunnen evolueren van eenvoudige laboratoriumtests naar robuuste en schaalbare oplossingen voor de praktijk . Deze oplossingen zijn geschikt voor het jarenlang monitoren van activa, omgevingen, infrastructuren of industriële processen met minimaal onderhoud.

Wereldwijd bezien lijkt het configureren van een LoRaWAN-gateway en het bijbehorende ecosysteem misschien complex, maar het komt neer op een paar belangrijke pijlers: het garanderen van een robuuste IP-verbinding , het correct kiezen van het frequentieplan, het koppelen van de gateway aan een LoRaWAN-server zoals TTN, het registreren van applicaties en apparaten met hun inloggegevens, en het benutten van formatters, integraties en dashboards om ruwe data om te zetten in bruikbare inzichten.