Kompletny przewodnik po konfiguracji bramy LoRaWAN z TTN

Informatec Digital » Zasoby » Kompletny przewodnik po konfiguracji bramy LoRaWAN z TTN

Złóż i dopracuj Brama LoRaWAN poprawnie skonfigurowana To kluczowy element każdego projektu IoT opartego na tej technologii, aby mógł on działać prawidłowo. Samo podłączenie sprzętu i trzymanie kciuków to za mało: trzeba zadbać o sprzęt, sieć IP, przekazywacz pakietów i rejestracja na serwerze LoRaWAN jako Sieć Rzeczy (TTN)oprócz rejestrowania aplikacji i urządzeń użytkowników końcowych.

W tym przewodniku zobaczysz krok po kroku i szczegółowo, jak wykonać pełna konfiguracja bramy LoRaWAN W różnych scenariuszach rzeczywistych: komercyjnych bramkach sieciowych, takich jak RAK7289 lub Dragino LPS8, bramce DIY z Raspberry Pi 4B i koncentratorem RAK5146 oraz integracji czujników LoRaWAN (lokalizatorów GPS, sond temperatury i wilgotności itp.) z TTN. Celem jest, aby po zakończeniu lektury jasno zrozumieć, co należy zrobić, gdzie to zrobić i co sprawdzić, aby upewnić się, że wszystko działa poprawnie.

Podstawowe koncepcje i wstępne kroki przed konfiguracją bramy LoRaWAN

Zanim zaczniesz majstrować przy menu, ważne jest, aby mieć jasność co do tego, jakie elementy są w nim zawarte. funkcjonalna sieć LoRaWAN: brama, serwer LoRaWAN, aplikacje i urządzenia końcowe lub urządzenia końcoweKażdy element ma swoją rolę i potrzebuje minimalnych parametrów do komunikacji z pozostałymi.

W praktyce większość projektów edukacyjnych i laboratoryjnych opiera się na TTN jako darmowy serwer publicznyTTN oferuje konsolę internetową, z poziomu której można rejestrować bramy, tworzyć aplikacje i rejestrować urządzenia w celu bezpiecznego przesyłania danych przy użyciu unikalnych kluczy (DevEUI, AppEUI/JoinEUI, AppKey).

Kolejną kwestią, którą należy wyjaśnić na początku, jest Częstotliwość LoRaWAN zgodna z Twoim regionemW Europie zazwyczaj stosuje się plan częstotliwości dla pasma 868 MHz (EU868), podczas gdy w innych obszarach obowiązują inne plany (US915, AU915 itd.). Brama i TTN muszą być w tym samym planie, czyli, mówiąc prościej, komunikować się na tym samym kanale.

Jeśli chodzi o urządzenia końcowe, często pracuje się z Lokalizatory GPS Dragino Do śledzenia lokalizacji oraz z sondami temperatury i wilgotności, takimi jak czujniki Browan Tabs TBHH100-868. Urządzenia te zazwyczaj są dostarczane z fabrycznie zainstalowanymi danymi logowania LoRaWAN, gotowymi do rejestracji w TTN, ale zaleca się ich sprawdzenie i zapoznanie się z miejscem ich konfiguracji.

Na koniec należy upewnić się, że brama ma Stabilna i bezpieczna łączność IPNiezależnie od tego, czy odbywa się to za pośrednictwem kabla Ethernet, Wi-Fi, czy nawet sieci komórkowych 4G/5G, bez dostępu do Internetu (lub odpowiedniej sieci WAN) brama nie będzie w stanie przekazywać pakietów LoRa do serwera.

Konfiguracja bramek komercyjnych: RAK7289 i Dragino LPS8

Wiele projektów edukacyjnych wykorzystuje komercyjne bramy, takie jak RAK7289 do użytku zewnętrznego lub Dragino LPS8 w pomieszczeniachOba urządzenia posiadają internetowy interfejs zarządzania, w którym można dostosować zarówno część sieciową IP, jak i parametry LoRaWAN niezbędne do komunikacji z TTN lub innymi serwerami.

W niektórych miejscach, takich jak ośrodki edukacyjne, Początkowa konfiguracja bramy RAK Konfiguracja może być już przeprowadzona przez samą szkołę (na przykład liceum), a uczniowie muszą jedynie dostosować ustawienia sieciowe (statyczny adres IP lub DHCP) do lokalnej infrastruktury. Mimo to warto znać wszystkie kroki, aby móc je powtórzyć w przypadku zmiany lokalizacji lub serwera.

Konfiguracja sieci IP na bramach RAK ​​(przykład RAK7289)

Pierwszym prawdziwym krokiem w pracy z bramą jest upewnienie się, że ma ona Dostęp IP do sieci lokalnej i InternetuW przypadku bram RAK konfigurację przeprowadza się w menu administracyjnym, w sekcji sieci WAN.

W menu Sieć → Interfejs WAN możemy wybrać, czy brama będzie działać jako Klient DHCP lub ze statycznym adresem IPW trybie DHCP router sieciowy automatycznie przypisze adres IP. Upraszcza to sprawę, ale wymaga późniejszego odnalezienia przypisanego adresu IP za pomocą skanera sieciowego (np. za pomocą nmap, dowolny skaner IP lub sprawdzanie łączności z ping w systemie Linux) lub konsultując tabelę serwerów DHCP routera.

Jeżeli potrzebujemy większej kontroli, zdecydowanie zaleca się przypisanie dobrze udokumentowany statyczny adres IPDzięki temu zawsze będziemy wiedzieć, pod jakim adresem mamy wejść, aby uzyskać dostęp do panelu zarządzania, a w razie potrzeby łatwiej będzie nam zastosować reguły zapory sieciowej lub uzyskać zdalny dostęp.

W środowiskach z wieloma komputerami, takich jak sale lekcyjne czy laboratoria, przydatna jest również znajomość Adres MAC i nazwa hosta Ethernet z bramy. Czasami jest on wyświetlany na samym serwerze DHCP z hosta identyfikowalny (na przykład „RAK7289”), co pozwala na jego lokalizację na pierwszy rzut oka, nawet jeśli korzysta z protokołu DHCP.

Dostęp awaryjny przez zarządzaną sieć Wi-Fi

Jeżeli z jakiegoś powodu nie mamy możliwości zlokalizowania adresu IP bramy w sieci przewodowej, wiele modeli RAK i Dragino oferuje zintegrowany punkt dostępu Wi-Fi do zarządzaniaTen punkt dostępu jest zazwyczaj otwarty lub korzysta z domyślnych danych logowania i umożliwia podłączenie laptopa lub tabletu bezpośrednio do urządzenia.

Podczas łączenia się z tą siecią Wi-Fi domyślny adres IP bramy to zazwyczaj adres zarządzanie samą bramąUzyskując dostęp do tego adresu IP za pomocą przeglądarki internetowej, możemy uzyskać dostęp do interfejsu administracyjnego bez konieczności korzystania z protokołu DHCP, przełączników lub routerów pośredniczących, co jest bardzo przydatne w przypadku nowych wdrożeń lub w przypadku całkowitej utraty konfiguracji sieci.

Jednakże po zakończeniu rozruchu konieczne jest Wyłącz zarządzanie Wi-Fi lub zwiększ jego bezpieczeństwoPozostawienie otwartej lub słabo zabezpieczonej sieci podłączonej do krytycznego urządzenia, takiego jak brama, stwarza wyraźne zagrożenie, zwłaszcza jeśli brama znajduje się na zewnątrz lub w miejscu publicznie dostępnym.

Konfiguracja LoRaWAN i rejestracja TTN bramy RAK

Po rozwiązaniu sieci IP, kolejnym krokiem jest połączenie bramy z serwerem LoRaWAN. W bramach RAK ​​ten krok zazwyczaj znajduje się w menu. Sieć LoRa → Ustawienia sieciowe → Przekierowanie pakietów, w którym dostosowywany jest cel, do którego będą wysyłane odebrane pakiety LoRa.

W tej sekcji musimy znaleźć i skopiować Brama EUITo unikalny identyfikator bramy. Ta wartość zostanie następnie wykorzystana do zarejestrowania bramy w konsoli TTN. Warto zapisać go w dokumencie (wraz z nazwą użytkownika i hasłem urządzenia), aby nie trzeba było go szukać za każdym razem.

Aby zarejestrować bramkę w TTN, należy uzyskać dostęp do Konsola TTN z odpowiednimi danymi uwierzytelniającymi. Po wejściu do środka należy wybrać odpowiedni region i przejść do sekcji „Bramy”. Tam, klikając „Zarejestruj bramę”, wprowadza się skopiowany EUI, wybiera odpowiedni plan częstotliwości (w Europie EU868), a proces rejestracji zostaje zakończony.

W niektórych modelach i oprogramowanie sprzętowe Należy aktywować tryb starszy przekazywacz pakietów W ustawieniach TTN możesz zapewnić kompatybilność z oprogramowaniem bramy. Możesz również określić typ zasięgu (wewnątrz/na zewnątrz) i lokalizację fizyczną, aby brama była poprawnie wyświetlana na mapach TTN.

Jeżeli wszystko zostało wykonane prawidłowo, status bramy w konsoli TTN zmieni się na „Połączono”, a w zakładce RuchWiadomości z transmisją danych LoRa w czasie rzeczywistym zaczną się pojawiać, gdy w zasięgu znajdą się urządzenia nadające.

Zarządzanie bramą Dragino LPS8: dostęp, Wi-Fi i IP

El Dragino LPS8 To dość popularna wewnętrzna brama LoRaWAN do testów i małych wdrożeń. Opiera się na koncentratorze SX1308 i jest wstępnie skonfigurowana z różnymi planami częstotliwości dla różnych stref geograficznych, w tym dla pasma EU868.

Sprzętem tym można zarządzać za pomocą SSH i HTTPAby uzyskać dostęp do sieci przez SSH lub HTTP przez port RJ-45, musimy najpierw poznać adres IP przypisany przez serwer DHCP sieci. Ponownie, tutaj przydaje się skaner IP, sprawdzenie tabeli DHCP routera lub podobne narzędzie.

Najprostszą opcją początkowej konfiguracji jest użycie Punkt dostępu Wi-Fi stworzony przez sam LPS8Po włączeniu urządzenie nadaje sieć o identyfikatorze SSID typu „dragino-xxxxx”. Domyślne hasło to zazwyczaj „dragino+dragino”. Po połączeniu z tą siecią, dostęp do bramy uzyskuje się za pośrednictwem przeglądarki internetowej, wpisując adres IP 10.130.1.1.

Początkowe dane uwierzytelniające w interfejsie internetowym są zazwyczaj nazwa użytkownika „admin” i hasło „dragino”Zdecydowanie zaleca się zmianę tych kluczy, gdy wszystko będzie już działać, zwłaszcza jeśli punkt dostępowy Wi-Fi ma pozostać aktywny lub brama ma być dostępna z niekontrolowanych sieci.

Ustawienia LoRaWAN Dragino LPS8 i łącze TTN

W interfejsie konfiguracyjnym LPS8 znajduje się specjalne menu dla sekcji LoRa i LoRaWAN. Pierwszym krokiem jest sprawdzenie, czy wybrano [opcję/funkcję]. prawidłowy plan częstotliwości dla naszego regionuNa przykład 868 MHz dla Europy.

W zakładce LoRaWAN Określany jest serwer, do którego pakiety będą przekierowywane. W menu rozwijanym „Dostawca usługi” można wybrać TTN, a w polu „Adres serwera” wybiera się europejski serwer TTN powiązany z pasmem EU868. Porty UDP łącza w górę i w dół są zazwyczaj domyślnie ustawione na 1700, co w większości przypadków jest prawidłowe.

Na tym samym ekranie wyświetla się Identyfikator bramyBędzie to wartość, której użyjemy w konsoli TTN podczas rejestracji bramy. Rejestracja przebiega podobnie jak w przypadku RAK: wchodzimy do konsoli, przechodzimy do sekcji „Bramy”, wybieramy „Zarejestruj bramę”, wpisujemy identyfikator, zaznaczamy (jeśli dotyczy) korzystanie ze starszego przekierowywacza pakietów i wybieramy odpowiedni plan europejski.

Jeśli chcielibyśmy użyć Dedykowany serwer LoRaWAN, taki jak ChirpStackZamiast TTN, w tym miejscu należy wprowadzić adres, porty i parametry uwierzytelniania. Jednak do celów edukacyjnych i wielu projektów osobistych TTN zazwyczaj w zupełności wystarcza.

Konfiguracja sieci LAN, WAN i Wi-Fi WAN w Dragino

W zakładce Sieć LPS8 znajdziemy kilka podzakładek, które pozwalają nam precyzyjnie dostosować sposób łączenia się bramy z siecią lokalną i Internetem. W sekcji LAN Skonfigurowano sieć wewnętrzną, z której korzysta punkt dostępu Wi-Fi bramy. Jest to rodzaj lokalnej „sieci zarządzania”.

Zwyczajowo nie dotyka się domyślna konfiguracja sieci LAN Jeśli zostanie zmodyfikowany, należy dokładnie zanotować te informacje, ponieważ może to być jedyny sposób na uzyskanie dostępu w przypadku nieprawidłowej konfiguracji części WAN. Sieć LAN LPS8 działa jako sieć ratunkowa umożliwiająca odzyskanie dostępu administracyjnego.

W dziale WAN Zdefiniowano adres IP, którego będzie używał port RJ-45 po podłączeniu bramki kablem. Można wybrać DHCP lub przypisać statyczny adres IP. W stabilnych środowiskach przypisanie statycznego adresu IP jest najbardziej profesjonalnym rozwiązaniem. Statyczny adres IP do interfejsu WAN aby uniknąć nieoczekiwanych zmian kierunku.

Na koniec część o Sieć WAN Wi-Fi Umożliwia to bramce połączenie się z istniejącą siecią Wi-Fi jako klient. W tym miejscu definiujesz, czy adres IP tego interfejsu będzie statyczny, czy uzyskany przez DHCP, a także wprowadzasz parametry SSID, typ szyfrowania i hasło.

Karta Wi-Fi wyświetla i konfiguruje również AP, który Dragino generuje automatycznieZe względów bezpieczeństwa zaleca się zmianę nazwy sieci i hasła, a nawet wyłączenie punktu dostępu, jeśli nie będzie używany, aby zmniejszyć powierzchnię ataku.

Budowa bramy LoRaWAN DIY z Raspberry Pi 4 i RAK5146

Oprócz bram komercyjnych bardzo często konfiguruje się Bramka LoRaWAN domowej roboty z Raspberry Pi i koncentratorem RAKTo podejście doskonale sprawdza się, gdy chcesz dogłębnie poznać powiązania między poszczególnymi elementami i stworzyć elastyczny i gotowy do modernizacji zespół.

W tym typie projektu, RaspberryPi 4B jako mózg systemu i koncentrator mPCIe, taki jak RAK5146 zamontowany na adapterze Pi HAT typu RAK2287. Na tej bazie zainstalowany jest specjalistyczny obraz systemu, taki jak RAKPiOS, który integruje już określone narzędzia do zarządzania częścią LoRaWAN.

Wymagany sprzęt i montaż fizyczny

Aby zbudować bramkę LoRaWAN tego typu, potrzebujesz co najmniej jednego Raspberry Pi 4B z zasilaczemKarta microSD o pojemności co najmniej 16 GB, nakładka Pi HAT RAK2287, koncentrator mPCIe RAK5146 oraz odpowiednie anteny LoRa i GPS. Dobry zestaw śrub i podkładek dystansowych również pomoże w stabilnym zabezpieczeniu całości.

Proces rozpoczyna się od wprowadzenia RAK5146 w gnieździe mPCIe karty HAT RAK2287, zazwyczaj pod kątem około 45 stopni, aż będzie ściśle przylegać do złącza. Następnie delikatnie dociśnij kartę i przykręć ją dwoma śrubami wyrównanymi z otworami w HAT.

Po zamontowaniu piasty na HAT, Pi HAT na pinach GPIO Raspberry Pi Mocowanie odbywa się za pomocą czterech śrub lub podkładek, aby zapobiec przemieszczaniu się. Tworzy to sztywną blokadę, która zapobiega naprężeniom na złączach i ułatwia montaż w puszkach lub uchwytach.

Na koniec łączą Antena LoRa i antena GPS w odpowiednich złączach z koncentratora. Niezwykle ważne jest, aby nigdy nie włączać urządzenia bez podłączonych anten, ponieważ może to uszkodzić sekcję RF koncentratora.

Instalowanie RAKPiOS na karcie SD

Po ukończeniu komponentów fizycznych, kolejnym krokiem jest przygotowanie systemu operacyjnego Raspberry Pi. Aby to zrobić, należy pobrać najnowszą wersję RAK z oficjalnego repozytorium. RAKPiOS, który jest specjalnie zaprojektowany dla bramek LoRaWAN ze sprzętem RAK.

Obraz RAKPiOS jest zapisywany na karcie microSD za pomocą narzędzia do flashowania, takiego jak Etcher Whale lub podobnyTypowy proces obejmuje wybranie pobranego obrazu, wybranie karty docelowej i uruchomienie „Flasha”; następnie należy poczekać na zakończenie procesu i weryfikację danych.

Po zakończeniu procesu flashowania kartę wyjmuje się z czytnika i wkłada do Gniazdo microSD Raspberry PiNastępnie wystarczy podłączyć zasilanie (oraz, w razie potrzeby, kabel sieciowy Ethernet), aby Raspberry Pi uruchomiło system RAKPiOS.

Pierwsze uruchomienie, dostęp SSH i zmiana hasła

Podczas pierwszego uruchomienia RAKPiOS zwykle tworzy Punkt dostępu Wi-Fi o identyfikatorze SSID typu RAK_XXXXGdzie XXXX odpowiada ostatnim cyfrom adresu MAC Raspberry Pi. Hasło początkowe punktu dostępowego to zazwyczaj „rakwireless”. Łącząc się z tą siecią, możemy uzyskać bezprzewodowy dostęp do urządzenia.

Domyślny adres IP Raspberry Pi w tym trybie to zwykle 192.168.230.1Mając ten adres IP możemy otworzyć połączenie SSH (na przykład za pomocą PuTTY w systemie Windows lub z terminala w systemie Linux/macOS) korzystając z domyślnych danych logowania, które zazwyczaj składają się z nazwy użytkownika „rak” i hasła „changeme”.

Gdy tylko zalogujemy się po raz pierwszy, system zapyta nas Zmień hasło ze względów bezpieczeństwaTo krok, którego nie należy pomijać: wystarczy wpisać obecne hasło, a następnie dwukrotnie nowe hasło.

Konfigurowanie połączenia internetowego za pomocą rakpios-cli

Po uwierzytelnieniu kolejnym krokiem jest skonfigurowanie dostępu do internetu. RAKPiOS zawiera narzędzie konfiguracyjne o nazwie rakpios-cli który centralizuje większość opcji i usług sieciowych.

Pisanie rakpios-cli W terminalu pojawi się menu tekstowe, po którym można poruszać się za pomocą klawiatury. Chociaż początkowo może wyświetlić ostrzeżenie lub drobny błąd, możesz naciskać przycisk „OK”, aż dojdziesz do głównych opcji. Stamtąd możesz uzyskać dostęp do... „Sieci zarządzane” i wybierz interfejs wlan0 aby dostosować Wi-Fi.

Tryb pracy jest określony w konfiguracji wlan0, zwykle Tryb STA (klient Wi-Fi)Następnie skanowane są dostępne sieci lub ręcznie wprowadzany jest identyfikator SSID, konfigurowane jest hasło Wi-Fi, a połączenie jest aktywowane. Po wprowadzeniu zmian Raspberry Pi tymczasowo rozłączy się z punktem dostępowym i pobierze adres IP z routera sieciowego.

Aby nadal mieć dostęp do sprzętu, należy teraz użyć nowy adres IP przypisany przez router do Raspberry Pi. W ten sposób nie jesteśmy już zależni od punktu dostępowego RAK, a bramka zachowuje się jak zwykłe urządzenie w sieci lokalnej.

Aktywacja usługi Packet Forwarder i uzyskanie EUI bramy

Po uruchomieniu dostępu do internetu nadszedł czas na włączenie samej usługi LoRaWAN. Ponownie, od rakpios-cli Tym razem należy przejść do sekcji „Wdrażanie usług” i wybrać opcję „Przekazywanie pakietów”.

Menu Przekazywania Pakietów zapewnia dostęp do opcji „Konfiguruj zmienne środowiskowe”gdzie wskazane są dane takie jak region (np. EU_868), interfejs (SPI, używany przez koncentrator RAK5146), model koncentratora i, jeśli ma to zastosowanie, inne parametry specyficzne dla danego pasma.

Po zapisaniu zmian wróć do poprzedniego menu i wybierz „Rozpocznij usługę” Aby uruchomić usługę Packet Forwarder, system wyświetli wówczas EUI bramy, czyli unikalny identyfikator, którego będziemy potrzebować w konsoli TTN do zarejestrowania bramy.

Warto to skopiować EUI i zapisz go w jakimś dokumencie konfiguracyjnymNastępnie procedura rejestracji w TTN jest taka sama jak w przypadku bramki komercyjnej: z poziomu konsoli, w sekcji Bramy, należy kliknąć przycisk rejestracji, wpisać EUI, wybrać region (EU868) i zakończyć rejestrację.

Rejestracja aplikacji i urządzeń końcowych w TTN

Gdy brama w TTN zostanie wyświetlona jako „Połączona”, następnym krokiem w celu wyświetlenia przydatnych danych jest zarejestruj aplikacje i urządzenia końcoweSama brama nie przechowuje użytecznych informacji, a jedynie przekazuje ruch. To aplikacje agregują dane z czujników lub trackerów.

W TTN z poziomu konsoli uzyskujesz dostęp do sekcji "Aplikacje" Tworzona jest nowa aplikacja, której nadano identyfikator oraz, w razie potrzeby, opis. Aplikacja ta będzie pełnić rolę kontenera dla wszystkich urządzeń końcowych (czujników) powiązanych z tym samym projektem.

Po utworzeniu aplikacji należy użyć przycisku „Zarejestruj urządzenie końcowe” lub „Zarejestruj urządzenie końcowe” Aby zarejestrować każdy czujnik, TTN umożliwia rejestrację urządzeń poprzez ręczne wprowadzenie parametrów lub, w niektórych przypadkach, wykorzystanie szablonów producenta.

W przypadku ręcznego wprowadzania wartości takie jak: DevEUI i AppKey z przyciskami automatycznego generowania, podczas gdy JoinEUI (odpowiednik AppEUI) Może to być wartość zdefiniowana przez użytkownika (pod warunkiem, że będzie ona zgodna z konfiguracją w urządzeniu).

Po wypełnieniu formularza i potwierdzeniu rejestracji, TTN wyświetli w zakładce „Informacje o aktywacji” parametry niezbędne do konfiguracji urządzenia końcowego: DevEUI, JoinEUI/AppEUI i AppKey. Są to dane, które należy wprowadzić do węzła LoRaWAN (czujnika, trackera itp.) za pomocą narzędzia konfiguracyjnego lub interfejsu szeregowego.

Przykład z czujnikami Tabs TBHH100-868 i trackerami Dragino

Czujniki temperatury i wilgotności Karty TBHH100-868 Urządzenia Browana są typowym przykładem prostego urządzenia LoRaWAN. Ich główną funkcją jest okresowe przesyłanie informacji o temperaturze, wilgotności względnej i, w niektórych przypadkach, stanie baterii.

Tego typu czujniki są zazwyczaj wyposażone w zaprogramowane klucze LoRaWAN: AppKey, AppEUI i DevEUIDostawca zazwyczaj dostarcza kartę katalogową lub etykietę z tymi wartościami. W przypadku TTN wystarczy utworzyć wniosek i wprowadzić dane uwierzytelniające wymienione na karcie dla każdego czujnika.

Logika transmisji danych tych czujników opiera się zazwyczaj na progach: Wysyłają informacje okresowo lub wtedy, gdy zajdą istotne zmiany. (Na przykład co 60 minut, jeśli nie ma zmian, lub wcześniej, jeśli temperatura zmienia się o ±2°C lub wilgotność o ±5%). Znajomość tych szczegółów jest ważna dla prawidłowej interpretacji częstotliwości komunikatów w TTN.

Dla Tropiciele DraginoW przypadku urządzeń wykorzystywanych jako lokalizator GPS rejestracja w TTN przebiega podobnie: urządzenia są tworzone w aplikacji TTN przy użyciu unikalnych kluczy, a następnie, w razie potrzeby, za pomocą poleceń AT przesyłanych przez port szeregowy, można dostosować zaawansowane parametry lokalizatora (interwał wysyłania, czas trwania alarmu paniki itp.).

Aby skonfigurować te trackery przez USB, należy podłączyć kabel do komputera, otworzyć terminal szeregowy (115200 bodów) i wysłać Polecenia AT wskazane w instrukcjiWażne jest, aby polecenia wklejać wszystkie naraz, a nie wpisywać znak po znaku, aby urządzenie mogło je prawidłowo zinterpretować.

Integracja urządzeń zewnętrznych: przykład jednostki Loko Air

Inną częstą sytuacją jest integracja konkretnych urządzeń, takich jak Jednostka wentylacyjna lub sterująca środowiskiem typu Loko Air, który konfiguruje się za pomocą własnego narzędzia komputerowego (na przykład Loko Configuration Tool).

W tym przypadku typowy przepływ wygląda następująco: urządzenie końcowe jest tworzone w TTN, generowane są (lub pobierane) wartości DevEUI, JoinEUI i AppKey, a następnie Te trzy parametry wprowadza się do narzędzia konfiguracyjnego producenta., włączając opcję LoRaWAN na urządzeniu.

Po wysłaniu konfiguracji urządzenie uruchamia się ponownie i rozpoczyna próbę połączenia z siecią TTN za pomocą OTAA (aktywacji bezprzewodowej). Gdy brama wykryje próbę połączenia i sieć ją zaakceptuje, na konsoli TTN pojawi się następujący komunikat: wiadomości w czasie rzeczywistym w widoku „Dane na żywo” urządzenia, wraz z lokalizacją na mapie, jeśli urządzenie wysyła współrzędne GPS.

Formatery ładunku i dekodery danych

Aby dane przesyłane przez czujniki były czytelne, TTN umożliwia zdefiniowanie formatery ładunkuW niektórych przypadkach można zastosować format standardowy, np. CayenneLPP, który automatycznie interpretuje pewne typy danych.

Gdy urządzenie korzysta z zastrzeżonego formatu, programista może utworzyć niestandardowy dekoder w JavaScript który odbiera surowe bajty, konwertuje je na dane szesnastkowe i stosuje określone funkcje w celu interpretacji każdego typu danych (wilgotność, temperatura, barometr, GPS, akcelerometr, żyroskop, magnetometr, napięcie baterii itp.).

Typowy wzór obejmuje analizę „flagi” lub identyfikatora kanału na początku ramki i, w zależności od jego wartości, zastosowanie poprawnego wzoru do następujących po niej bajtów przekonwertować je na wartości fizyczneNa koniec skrypt zwraca obiekt JSON ze zinterpretowanymi zmiennymi (na przykład, temperature, humidity, battery, latitude, longitude…), które TTN wyświetli jako pola czytelne.

Te „już strawione” informacje można następnie ponownie wykorzystać w integracjach z platformami zewnętrznymi, takimi jak Panele Node-RED, MQTT, typu Datacake, bazy danych MySQL lub usługi w chmurze podobnie jak ThingSpeak, bez konieczności ponownego dekodowania każdego ładunku w każdym systemie.

Wizualizacja i eksploatacja danych: od TTN do Node-RED, Datacake i innych

Gdy urządzenia wyślą dane i TTN odbierze je bez problemów, zaczyna się zabawa: wizualizacja i wykorzystanie informacjiTTN oferuje już podstawową konsolę do przeglądania ruchu i danych z każdego urządzenia, ale standardem jest integrowanie danych z innymi platformami.

Szeroko stosowaną opcją jest DatacakeUmożliwia to tworzenie publicznych lub prywatnych pulpitów nawigacyjnych, które umożliwiają łatwe wyświetlanie wartości takich jak temperatura, wilgotność, pozycja GPS czy stan baterii. TTN konfiguruje odpowiednią integrację, aby zdekodowane dane były automatycznie wysyłane do Datacake.

W bardziej zaawansowanych środowiskach lub gdy chcesz zautomatyzować logikę biznesową, bardzo często stosuje się Node-RED wraz z MQTTTTN publikuje dane aplikacji za pośrednictwem brokera MQTT, a Node-RED przetwarza je, przechowuje w bazach danych, takich jak MySQL, wyzwala alerty, podejmuje działania na innych urządzeniach lub wysyła do systemów zewnętrznych.

Ten typ integracji pozwala na budowanie kompletne rozwiązania IoT typu end-to-end przy stosunkowo niskich kosztach: węzły LoRaWAN o niskim poborze mocy, bramy podłączone do sieci TTN oraz elastyczne zaplecze oparte na Node-RED, bazach danych i pulpitach nawigacyjnych.

Istnieją nawet specjalne kursy i programy szkoleniowe obejmujące cały łańcuch: od konfiguracji bramy i rejestracji TTN, przez MQTT i Node-RED, po przechowywanie i analizę na platformach takich jak MySQL czy ThingSpeak. Kursy te oferują lekcje wideo i wsparcie w zakresie odpowiedzi na konkretne pytania dotyczące implementacji.

Łącznie cały ten obieg pracy — skonfigurowana brama, TTN jako serwer LoRaWAN, prawidłowo zarejestrowane aplikacje i urządzenia, dekodery ładunku oraz narzędzia integracyjne — umożliwia projektom LoRaWAN przejście od prostych testów laboratoryjnych do wdrożeń na pełną skalę. solidne i skalowalne rozwiązania w świecie rzeczywistym, nadaje się do monitorowania zasobów, środowisk, infrastruktury lub procesów przemysłowych przez lata przy minimalnej konserwacji.

Patrząc globalnie, konfiguracja bramy LoRaWAN i powiązanego z nią ekosystemu może wydawać się skomplikowana, ale sprowadza się do kilku kluczowych filarów: zapewnienia Solidna łączność IPWybór odpowiedniego planu częstotliwości, połączenie bramy z serwerem LoRaWAN, np. TTN, zarejestrowanie aplikacji i urządzeń przy użyciu ich danych logowania oraz wykorzystanie formaterów, integracji i pulpitów nawigacyjnych w celu przekształcenia surowych danych w przydatne i możliwe do podjęcia działań informacje.