Ako krok za krokom pripojiť uzol LoRaWAN k TTN

Informatec Digital » Zdroje » Ako krok za krokom pripojiť uzol LoRaWAN k TTN

Ak ste sa dostali až sem, je to preto, že chcete vedieť, ako pripojiť uzol LoRaWAN k TTN od začiatku do konca bez toho, aby ste vynechali nič: brány, uzly, senzory, knižnice, kľúče a konfiguráciu siete. Dobrou správou je, že nemusíte byť telekomunikačným expertom; s dobre štruktúrovaným sprievodcom a trochou trpezlivosti si môžete v okamihu nastaviť vlastnú funkčnú sieť LoRaWAN.

V nasledujúcich riadkoch si krok za krokom ukážeme, ako nastaviť bránu, zaregistrovať ju v sieti The Things Network, pridať aplikácie a koncové zariadenia a naprogramovať uzly LoRaWAN založené na doskách ESP32 alebo Arduino, ako aj príklady s komerčnými senzormi (SenseCAP, Decentlab, Dragino, Tabs Browan). Preberieme aj praktické detaily, ktoré sa v manuáloch nenachádzajú vždy: bežné problémy s kľúčmi, výber frekvencie, fyzické zapojenie pinov a triky na overenie, či všetko skutočne komunikuje s TTN.

Čo sú LoRa a LoRaWAN a prečo používať TTN?

LoRa a LoRaWAN sú dva súvisiace koncepty, ale nie sú to isté . LoRa je nízkofrekvenčná modulácia s dlhým dosahom a nízkym výkonom, ktorú vlastní spoločnosť Semtech. LoRaWAN je sieťový protokol, ktorý sa spolieha na LoRa pri riadení komunikácie koncových zariadení (uzlov) s bránami a sieťovým serverom.

V typickej sieti LoRaWAN existujú dva hlavné komponenty: brány a uzly . Brány fungujú ako „mosty“ medzi svetom LoRa (rádio) a svetom IP (internet) a preposielajú pakety na server LoRaWAN. Uzly sú senzory alebo akčné členy, ktoré odosielajú a prijímajú informácie pomocou LoRa do a z týchto brán.

Na pripojenie všetkého tohto potrebujete server LoRaWAN. Môžete si zaplatiť za súkromnú službu (operátori ako Movistar, Vodafone alebo platformy ako Loriot, Actility, Kerlink) alebo sa vydať komunitnou cestou pomocou siete The Things Network (TTN), čo je verejná, otvorená sieť spravovaná komunitou.

TTN má výhodu v rešpektovaní správy údajov, je neutrálna a umožňuje vám prispievať bránami do siete . V mnohých mestách si ľudia inštalujú brány z vlastnej iniciatívy a ktokoľvek môže z tohto pokrytia profitovať bez akýchkoľvek nákladov okrem hardvéru uzlov.

Frekvencie, kanály a obmedzenia siete LoRaWAN

Pred kúpou akéhokoľvek zariadenia je dôležité uistiť sa, že frekvencia LoRa je kompatibilná s vaším regiónom . Práca v Európe nie je to isté ako práca v Spojených štátoch alebo Ázii; ak si vyberiete nesprávne pásmo, zariadenie môže byť nepoužiteľné alebo dokonca nelegálne.

V Európe sa používa predovšetkým pásmo 868 MHz (EU868) . V Spojených štátoch je typické pásmo 915 MHz (US915). Čínski predajcovia ponúkajú širokú škálu modulov s frekvenciou 433 MHz, ktoré môžu byť lákavé kvôli svojej cene, ale nie sú vždy kompatibilné s LoRaWAN alebo operačným systémom vašej krajiny.

Okrem frekvencie je LoRaWAN organizovaná do kanálov, rozptylového faktora (SF) a frekvenčných plánov . SF definuje rýchlosť a dosah: vyšší SF znamená väčší dosah, ale aj dlhší čas vo vzduchu, čo spotrebuje viac energie a zaberá viac miesta v kanáli.

V Európe platí známe „pravidlo 1 %“ : každé zariadenie môže obsadiť rádiový kanál iba malé percento času, zvyčajne okolo 1 %. To obmedzuje frekvenciu odosielania dát a je to jeden z dôvodov, prečo senzory LoRaWAN zvyčajne vysielajú každých pár minút, nie každých pár sekúnd.

Príprava a výber hardvéru pre bránu a uzly

Na vytvorenie praktickej siete budete potrebovať aspoň jednu LoRaWAN bránu a jeden alebo viac uzlov (senzorov) . Môžete kombinovať hardvér od rôznych výrobcov, pokiaľ spĺňajú štandard LoRaWAN a pracujú v rovnakom frekvenčnom pásme.

Jedným z populárnych modelov vnútornej brány je Dragino LPS8 , ktorý integruje koncentrátor SX1308 a podporuje až 10 paralelných kanálov. Dodáva sa s predkonfigurovanými rôznymi frekvenčnými plánmi v závislosti od krajiny a v Európe pracuje na frekvencii 868 MHz. Napája sa 5 V cez USB-C a k IP sieti sa pripája cez RJ-45 alebo Wi-Fi.

Medzi ďalšie príklady brán, ktoré dobre fungujú s TTN, patrí RAK7289 (vonkajšia, robustná a s možnosťou LTE/4G) alebo oficiálne brány TTN-GW-868 MHz, určené na nasadenie pokrytia v mestách alebo projektoch Smart City. Je tiež možné postaviť bránu s jednou bunkou s doskou ESP32 a modulom SX1262 LoRa , ako je to urobené so súpravou Wio-SX1262 a Xiaomi ESP32S3.

Ako uzly máte dve možnosti: použiť komerčné senzory, ktoré sú už pripravené pre LoRaWAN (SenseCAP S210x, Tabs Browan TBHH100, Dragino TrackerD, Decentlab atď.) alebo si vytvoriť vlastné uzly s vývojovými doskami, ako sú TTGO LoRa32 V2.0, ESP32 + RMF95, modul Arduino + LoRa atď.

Nakonfigurujte LoRaWAN bránu a pripojte ju k TTN

Prvým dôležitým krokom v projekte je spustenie brány a zobrazenie stavu „Pripojené“ na TTN . Hoci každý výrobca má svoj vlastný ovládací panel, koncepčné kroky sú veľmi podobné.

Napríklad Dragino LPS8 môžete spravovať cez SSH alebo HTTP . Ak ho pripojíte pomocou kábla RJ-45, budete musieť zistiť IP adresu priradenú serverom DHCP (pomocou IP skenera alebo cez smerovač). Ak uprednostňujete počiatočné nastavenie cez Wi-Fi, LPS8 si vytvorí vlastnú sieť s SSID, napríklad „dragino-xxxxx“, a predvoleným heslom, napríklad „dragino+dragino“. Prístupom na IP adresu 10.130.1.1 sa dostanete na webový panel, kde je počiatočné používateľské meno a heslo zvyčajne „admin/dragino“.

Po vstupe sa zobrazí ponuka s niekoľkými sekciami a niektoré možnosti môžu mať červený krížik, ktorý označuje, že chýba konfigurácia . Prvým krokom je vybrať správny frekvenčný plán pre vašu oblasť na karte LoRa; v Európe je to EU868 (približne 868 MHz).

Ďalej klepnite na kartu LoRaWAN alebo Sieťový server . Tam definujete, ku ktorému serveru LoRaWAN sa bude brána pripájať. Pre TTN vyberte ako poskytovateľa „TTN“ a zadajte adresu európskeho servera (napríklad eu1.cloud.thethings.network), pričom ponechajte porty UDP (zvyčajne 1700 pre nahrávanie aj sťahovanie). V tej istej časti uvidíte ID brány alebo EUI, ktoré budeme neskôr v TTN potrebovať.

V sekcii Sieť nakonfigurujete, ako sa brána pripája k internetu : LAN, WAN alebo Wi-Fi WAN. Pre rozhranie WAN si môžete vybrať statickú IP adresu alebo DHCP; vždy, keď je to možné, sa odporúča statická IP adresa cez káblové pripojenie pre stabilnejšie pripojenie a jednoduchší prístup k správe. Sekcia LAN sa zvyčajne používa pre internú sieť prístupových bodov brány; je najlepšie nemeniť toto nastavenie bez úplného pochopenia toho, čo robíte, pretože by to mohlo zachrániť život, ak sa niečo pokazí.

V sekcii WiFi môžete upraviť prístupový bod generovaný samotnou bránou aj jeho pripojenie k externej sieti WiFi . Z bezpečnostných dôvodov sa odporúča zmeniť predvolené SSID a heslo prístupového bodu, ktoré bolo dodané z výroby.

Na bránach RAK7289 je postup podobný: prejdite na webový panel, nakonfigurujte IP adresu (statickú alebo DHCP) cez Sieť → Rozhranie WAN a potom v časti Sieť LoRa → Nastavenia siete → Preposielateľ paketov zadajte podrobnosti o serveri TTN a zapíšte si EUI brány, aby ste ho neskôr zaregistrovali u TTN. Ak sa nachádzate za smerovačom, ktorý poskytuje DHCP, môžete nájsť IP adresu brány v tabuľke prenájmu (podľa názvu hostiteľa, napríklad „RAK7289“) alebo pomocou nástrojov ako nmap.

Registrácia brány v sieti The Things Network

Keď bude mať brána prístup na internet, musíte ju zaregistrovať v sieti TTN . Ak nemáte účet, najprv sa zaregistrujte na webovej stránke siete The Things Network a potom prejdite do konzoly v príslušnej oblasti (napríklad https://eu1.cloud.thethings.network/).

V konzole vyberte sekciu Brány a kliknite na „Zaregistrovať bránu“ . TTN si vyžiada ID brány (jedinečný názov vo vašom účte) a v závislosti od typu brány aj EUI brány. Pre brány Dragino LPS8, ktoré používajú klasický preposielateľ paketov, musíte vybrať možnosť „Používam starší preposielateľ paketov“.

Okrem toho zadáte frekvenčný plán (EU868 pre Európu) , príslušný región alebo router a voliteľne aj umiestnenie (súradnice, vnútorné/vonkajšie atď.). Na bránach, ako je napríklad jednobunková brána s XIAO ESP32S3 a Wio-SX1262, môže samotný firmvér pri spustení zobraziť ID brány cez sériový port; jednoducho ho skopírujte a použite ho v registračnom formulári.

Po vyplnení týchto informácií a registrácii brány TTN zobrazí kontrolu stavu („Pripojené“ alebo „Odpojené“) a sekciu „Prevádzka“, kde si môžete v reálnom čase pozrieť tok paketov. Ak je všetko správne nakonfigurované na bráne aj na TTN, mali by ste do jednej alebo dvoch minút vidieť zmenu na „Pripojené“ a začať vidieť prevádzku, keď uzly vysielajú.

To znamená, že infraštruktúra (brána + server) je teraz funkčná . Odtiaľto prichádza na rad konfigurácia aplikácií a koncových zariadení.

Vytvorenie aplikácie a registrácia uzlov v TTN

V TTN nie sú zariadenia registrované priamo v koreňovom adresári účtu, ale v rámci aplikácií . Aplikácia zoskupuje jeden alebo viac uzlov, ktoré odosielajú súvisiace údaje, napríklad všetky environmentálne senzory v budove alebo niekoľko GPS trackerov vo vzdelávacom projekte.

V konzole TTN prejdite do sekcie Aplikácie a vytvorte novú aplikáciu . Priraďte jej jedinečné ID, voliteľne popis a vyberte príslušný región. V rámci tejto aplikácie zaregistrujete každý uzol LoRaWAN s jeho prihlasovacími údajmi (DevEUI, JoinEUI/AppEUI a AppKey alebo iné kľúče v závislosti od spôsobu aktivácie).

Pri komerčných senzoroch, ako sú teplotné a vlhkostné senzory Browan TBHH100-868 , je zvyčajne pripojený štítok s DevEUI, AppEUI a AppKey. Zvyčajne používajú metódu OTAA (Over-The-Air Activation), ktorá generuje kľúčové relácie pri každom pripojení k sieti, vďaka čomu je bezpečnejšia ako ABP.

Pri OTAA v TTN vyberiete registráciu nového koncového zariadenia, zadáte JoinEUI (AppEUI), DevEUI a AppKey , overíte údaje a potvrdíte. Po uložení, ak je uzol správne nakonfigurovaný a nachádza sa v dosahu brány, uvidí sieťové majáky, vykoná procedúru pripojenia a v konzole sa začnú zobrazovať správy uplink s ich meraniami.

To isté platí pre senzory, ako sú hladinové a teplotné senzory Decentlab : výrobca poskytuje ID, DevEUI, AppEUI a AppKey, ale vopred nevie, ktorý server budete používať. Ste zodpovední za registráciu týchto informácií v TTN (alebo inom serveri), aby bolo možné senzor zaregistrovať. Mnohé zariadenia Decentlab sú dodávané s predregistráciou v TTN, ak o to požiadate, čo proces ešte viac zjednodušuje.

Konfigurácia komerčných LoRaWAN senzorov

Pozrime sa na niekoľko konkrétnych príkladov, ako pripraviť a zaregistrovať komerčné LoRaWAN senzory , ktoré potom budú komunikovať s TTN prostredníctvom vašej brány.

V rade SenseCAP S210x (napríklad senzory prostredia) je typický pracovný postup použitie aplikácie SenseCraft od výrobcu . Najprv si stiahnete aplikáciu, zapnete senzor pomocou tlačidla (podržaním tlačidla niekoľko sekúnd, kým LED dióda nezačne blikať každú sekundu) a potom v aplikácii vyberiete možnosť „Skenovať“, čím načítate QR kód zariadenia.

V aplikácii je režim „Rozšírená konfigurácia“, v ktorom ako platformu vyberiete „The Things Network“ . Musíte vybrať rovnaký frekvenčný plán ako vaša brána (napríklad EU868) a overiť, či je režim pripojenia OTAA. Aplikácia zobrazí Device EUI, AppEUI (JoinEUI) a AppKey; je dobré si ich zapísať, pretože ich budete musieť zadať do TTN pri registrácii zariadenia.

V prípade senzora Tabs Browan TBHH100-868 sú kľúče predkonfigurované z výroby. Senzor meria teplotu a vlhkosť, je napájaný 3,6V batériou a prenáša údaje podľa týchto pravidiel: každých 60 minút, ak nedôjde k žiadnej zmene, alebo skôr, ak sa teplota zmení o ±2 °C alebo vlhkosť o ±5 %. Na registráciu stačí zadať APPKey, APPEUI a DevEUI poskytnuté výrobcom do vášho LoRaWAN servera (napríklad TTN). Niekedy sa môže vyskytnúť problém s formátom alebo poradím bajtov (msb/lsb), preto je dôležité to skontrolovať, ak sa senzor nepripojí na prvýkrát.

Zariadenia Dragino TrackerD sa používajú ako GPS trackery s panikovým tlačidlom. Každá jednotka má vlastnú sadu kľúčov LoRaWAN. V TTN sú tieto zvyčajne registrované v tej istej aplikácii (napr. „sledovanie kurzu“) a zariadenie sa v prípade potreby konfiguruje cez sériový port (USB) pomocou AT príkazov. Dokumentácia podrobne popisuje príkazy na úpravu prenosovej rýchlosti, správania alarmu atď. Dôležité: Mnohé firmvéry Dragino vyžadujú, aby sa AT príkazy vkladali do terminálu v plnom rozsahu, nie znak po znaku.

V senzoroch, ako sú hladinové, tlakové alebo environmentálne senzory od spoločnosti Decentlab , je filozofia podobná: na ich pripojenie k TTN (alebo inej sieti) sa používajú DevEUI, AppEUI a AppKey. Decentlab zvyčajne nastavuje prenosový interval 10 minút, pretože ide o osvedčený kompromis medzi spotrebou dát a rozlíšením, hoci je možné ho upraviť na požiadanie alebo prostredníctvom konfigurácie. Používatelia si môžu údaje zobraziť na vlastnej cloudovej platforme výrobcu alebo integrovať zariadenie do platforiem tretích strán (MyDevices, ResIoT, WMW atď.) pridaním príslušného dekodéra užitočného zaťaženia.

Vytvorte si vlastný uzol LoRaWAN s open-source hardvérom

Ak radi experimentujete, najzábavnejšia je často zostavenie a programovanie vlastného uzla LoRaWAN . Veľmi obľúbenou kombináciou je použitie dosky založenej na ESP32 s integrovaným LoRa, ako napríklad TTGO LoRa32 V2.0 868 MHz, a pridanie jednoduchého senzora, napríklad teplotného senzora DS18B20.

Tento prístup vyžaduje štyri časti: riadiacu dosku (ESP32, Arduino atď.), rádiový modul LoRa (napríklad RFM95 typ SX1276/78), senzor, ktorý chcete merať , a voliteľne periférie, ako napríklad OLED displej na lokálne zobrazovanie údajov.

TTGO LoRa32 V2.0 je dodávaný s integrovaným LoRa transceiverom a v závislosti od verzie aj s malým OLED displejom. Je založený na ESP32, poskytuje WiFi a Bluetooth a v mnohých prípadoch je tiež ideálny na vytvorenie jednokanálovej mini brány po pripojení na internet. Na tejto a podobných doskách však niektoré signály z LoRa modulu (DIO1, DIO2) nie sú predpripojené k mikrokontroléru a budete si ich musieť zapojiť sami.

Napríklad TTGO LoRa32 V2.0 typicky používa pre LoRa nasledujúce rozloženie pinov: SCK na GPIO5, MISO na GPIO19, MOSI na GPIO27, CS na GPIO18, RESET na GPIO14 a DIO0 na GPIO26 . DIO1 a DIO2 sú zvyčajne fyzicky pripojené k GPIO33 a GPIO32, ktoré sú umiestnené priamo oproti sebe v opačnom rade, čo veľmi uľahčuje použitie priameho prepojovača.

Existujú tri typické spôsoby, ako vytvoriť tieto pripojenia: spájkovanie vodičov priamo na piny (pre konečnú montáž), použitie prepojovacích vodičov, ak je doska na nepájivom povrchu , alebo smerovanie pripojení na vyhradenú dosku plošných spojov, na ktorú je zapojený TTGO. Prepojka je zvyčajne najpohodlnejšia na testovanie.

Softvér uzlov: knižnica LMIC, frekvenčné a TTN kľúče

Na programovanie uzla LoRaWAN na Arduine/ESP32 sa široko používa knižnica MCCI LoRaWAN LMIC , ktorá implementuje LoRaWAN stack a spravuje všetko, čo súvisí s kanálmi, pripojeniami, opakovanými pokusmi, oknami príjmu atď.

Najprv nainštalujte knižnicu zo Správcu knižníc v Arduino IDE vyhľadaním výrazu „LMIC“ a výberom možnosti „MCCI LoRaWAN LMIC library“. Po nainštalovaní je potrebné zvážiť jeden dôležitý detail: predvolene je nakonfigurovaná pre US915 (Spojené štáty), takže ak ste v Európe, musíte ju zmeniť na EU868.

Ak to chcete urobiť, vyhľadajte súbor lmic_project_config.h v priečinku knižnice (niečo ako /Arduino/libraries/MCCI_LoRaWAN_LMIC_library/project_config/) a upravte definície. Zakomentujte CFG_us915 ​​​​a povoľte CFG_eu868, pričom sa uistite, že je povolený správny typ rádia (napríklad CFG_sx1276_radio pre moduly SX1276/78). Ide o jednorazovú zmenu, ktorá sa vzťahuje na všetky vaše projekty LMIC.

Potom otvoríte jeden z priložených príkladov, napríklad ttn-abp , ktorý pravidelne odosiela ako užitočné zaťaženie správu „Hello, world!“. Tento príklad slúži ako základ pre jeho prispôsobenie vašej nástenke a vašim prihlasovacím údajom TTN.

V kóde uvidíte štruktúru lmic_pinmap, ktorá špecifikuje piny NSS (CS), RST a DIO . Predvolene je zvyčajne namapovaná pre Feather M0 LoRa, takže ak používate TTGO LoRa32 V2.0, budete musieť túto štruktúru zmeniť tak, aby používala .nss = 18, .rst = 14 a .dio = {26, 33, 32} (za predpokladu, že ste zapojili DIO1 do GPIO33 a DIO2 do GPIO32). Ak je váš hardvér iný, budete si musieť preštudovať jeho dokumentáciu alebo nájsť konkrétny príklad.

Keď je rozloženie pinov správne, je čas nakonfigurovať kľúče, ktoré identifikujú váš uzol v TTN . V príklade ttn-abp sa premenné NWKSKEY, APPSKEY a DEVADDR zobrazujú so slovom FILLMEIN, takže ich môžete vyplniť svojimi hodnotami.

Tieto údaje získate z konzoly TTN pri vytváraní zariadenia s aktiváciou ABP. TTN vám poskytne kľúč sieťovej relácie (NWKSKEY), kľúč relácie aplikácie (APPSKEY) a adresu zariadenia (DEVADDR) . V rozhraní sú kľúče z bezpečnostných dôvodov skryté, ale môžete ich zviditeľniť a, čo je užitočnejšie, skopírovať hodnotu priamo ako pole C (pomocou tlačidla „<>“) so správnym poradím bajtov (msb). Kliknutím na ikonu kopírovania sa pole skopíruje do schránky a vy ho môžete jednoducho vložiť do kódu na miesto, kde sa nachádza každý FILLMEIN.

Pre NWKSKEY a APPSKEY použijete formát bajtového poľa poskytovaný TTN , zatiaľ čo pre DEVADDR nastavíte hexadecimálnu hodnotu ako jedno celé číslo typu u4_t, napríklad `static const u4_t DEVADDR = 0x26011111;`. Vďaka tomu bude váš uzol schopný overiť a smerovať svoje pakety do vašej aplikácie TTN.

Integrácia senzorov do kódu uzla

Keď je kostra LoRaWAN funkčná, je čas nahradiť typické „Ahoj svet!“ skutočnými údajmi zo senzorov . Pokračujeme s príkladom TTGO LoRa32 a DS18B20, kde použijeme zbernicu OneWire a knižnicu DallasTemperature.

Na začiatku náčrtu pridajte hlavičky a definujte pin zbernice: `#include <OneWire.h>`, `#include <DallasTemperature.h>` a `#define ONE_WIRE_BUS X` , kde X je pin GPIO, ku ktorému ste pripojili senzor. Vytvorte objekt `OneWire` `oneWire(ONE_WIRE_BUS)` a objekt `DallasTemperature` `sensor(&oneWire). Ak nemáte nainštalovanú knižnicu DS18B20, pridajte ju zo správcu knižníc.

Vo funkcii setup() inicializujete senzor pomocou sensor.begin() a ak chcete, nastavíte rozlíšenie (napríklad sensor.setResolution(11)) . Odvtedy je senzor pripravený merať teplotu, keď ju potrebujete.

Kľúčovou funkciou v LMIC na odosielanie údajov je `do_send(osjob_t* j)`. Vo vnútri uvidíte kontrolu prebiehajúceho prenosu (`OP_TXRXPEND`). Ak žiadny neprebieha, zavoláte `sensor.requestTemperatures()`, získate hodnotu pomocou `sensor.getTempCByIndex(0)` a uložíte ju do poľa `mydata`. Napríklad, môžete použiť `mydata[0] = (uint8_t)sensor.getTempCByIndex(0);` na odoslanie iba celočíselnej časti.

Potom zavoláte LMIC_setTxData2(1, mydata, sizeof(mydata), 0) , kde prvý parameter je port LoRaWAN (v tomto prípade 1), druhý je vyrovnávacia pamäť, tretí je veľkosť a posledný označuje, či je správa potvrdená (1) alebo nepotvrdená (0). Knižnica potom naplánuje prenos v ďalšom dostupnom slote.

Existuje mnoho možných vylepšení: rozšírenie užitočného zaťaženia o desatinné údaje, pridanie ďalších senzorov, balenie údajov do efektívneho binárneho formátu atď. Ale aj v tejto jednoduchej verzii už máte uzol, ktorý pravidelne odosiela merania v reálnom čase do TTN, viditeľné na konzole a pripravené na integráciu s inými systémami.

Aktivácia OTAA, zabezpečenie a praktické skúsenosti

Doteraz sme v príkladoch kódu diskutovali najmä o ABP, ale v produkčnom prostredí sa dôrazne odporúča používať OTAA (Over-The-Air Activation) . OTAA je metóda používaná napríklad senzormi Decentlab a mnohými senzormi SenseCAP, pretože zvyšuje bezpečnosť.

Pri OTAA sa relácia LoRaWAN vyjednáva „vo vzduchu“ vždy, keď sa zariadenie pripojí k sieti . Keď sa uzol vypne, reštartuje alebo stratí pripojenie, pri ďalšom pripojení sa vygenerujú nové kľúče relácie, čo sťažuje klonovanie zariadenia jednoduchým kopírovaním statických kľúčov.

V konzole TTN, keď vyberiete pre zariadenie OTAA, namiesto statických NWKSKEY a APPSKEY budete mať DevEUI, JoinEUI/AppEUI a AppKey . Kľúče relácie sa zakaždým zostavujú z týchto hodnôt a výmeny so serverom a odvodené kľúče uvidíte iba počas trvania relácie.

V praxi používatelia, ktorí začínajú s LoRaWAN od nuly, zistili, že s bránou registrovanou v TTN a správne nakonfigurovaným senzorom OTAA môže byť proces registrácie veľmi jednoduchý : vytvorte si účet na TTN, aktivujte bránu, zaregistrujte senzor pomocou kľúčov poskytnutých výrobcom a v priebehu niekoľkých minút si pozrite údaje na webovej platforme (či už ide o vlastné dashboardy Decentlab, SenseCAP alebo dashboardy tretích strán).

Faktory, ako je umiestnenie LoRa boxu senzora (najlepšie vo vertikálnej polohe, ktorá zvýhodňuje vyžarovací diagram vnútornej antény) , rádiové prostredie a výška brány výrazne ovplyvňujú skutočné pokrytie, ale postup nastavenia je po pochopení pomerne mechanický.

Od TTN k vašim aplikáciám: integrácie a vizualizácia

Keďže uzly teraz nahrávajú dáta do TTN, ďalším krokom je preniesť tieto informácie do vašich vlastných aplikácií, dashboardov alebo automatizovaných pracovných postupov . TTN poskytuje na tento účel výkonné integrácie a API.

Veľmi bežným prístupom je použitie Node-RED na príjem údajov z TTN a ich spracovanie podľa potreby . Nakonfigurujete MQTT alebo HTTP pripojenie s prihlasovacími údajmi aplikácie TTN, dekódujete užitočné zaťaženie (podľa formátu vašich senzorov) a odtiaľ môžete robiť prakticky čokoľvek: ukladať do databáz, zobrazovať grafy, spúšťať upozornenia atď.

Ďalšou možnosťou je použiť platformy tretích strán, ktoré sa už integrujú s TTN , ako napríklad Datacake, MyDevices, ResIoT, WMW a ďalšie. Mnohé z týchto platforiem už majú špecifické šablóny pre zariadenia, ako sú senzory Decentlab alebo niektoré modely Dragino, takže stačí vybrať typ zariadenia, prepojiť ho s vašou aplikáciou TTN a začať zobrazovať údaje na užívateľsky prívetivých dashboardoch.

Napríklad vo vzdelávacích projektoch sa TTN používa v spojení s bránami RAK7289 a trackermi Dragino TrackerD na lokalizáciu osôb alebo vozidiel. Pracovný postup je nasledovný: brána je zaregistrovaná, trackery sú zaregistrované v TTN, údaje sú zobrazené na konzole a potom sú zobrazené v reálnom čase na verejnom dashboarde Datacake s mapami a grafmi zobrazujúcimi polohu, úroveň nabitia batérie atď.

Dôležité je pochopiť, že TTN funguje ako sieťová vrstva LoRaWAN a dátový router ; vy si rozhodujete o aplikačnej a vizualizačnej vrstve: od skriptu v jazyku Python, ktorý využíva API, až po priemyselnú dátovú platformu IoT.

Stručne povedané, pripojenie uzla LoRaWAN k TTN zahŕňa niekoľko krokov (správna frekvencia, správne nakonfigurovaná brána, registrácia TTN, kľúče uzlov, aktivácia OTAA alebo ABP, softvér zariadenia a v prípade potreby následné integrácie), ale každá časť je zvládnuteľná aj bez predchádzajúcich skúseností, ak sa dodržiavajú správne pokyny. Po dokončení počiatočného nastavenia sa nasadenie ďalších uzlov alebo brán stáva vysoko opakovateľným a škálovateľným procesom, ideálnym pre rozsiahle projekty senzorov, iniciatívy Smart City alebo jednoducho pre učenie sa a experimentovanie s IoT s dlhým dosahom.