- LoRaWAN 网关（IP、频率和数据包转发器）的正确配置是连接任何节点网络到 TTN 的基础。
- 向 TTN 注册网关、应用程序和终端设备需要使用唯一标识符和管理良好的 LoRaWAN 密钥。
- 有效载荷格式化程序允许您将原始数据转换为仪表板、数据库和集成中可读的信息。
- 将 TTN 与 Node-RED、MQTT 或 Datacake 等工具结合使用，可以将 LoRaWAN 网络变成一个完整且可扩展的物联网解决方案。
组装并微调 LoRaWAN 网关已正确配置 它是任何基于此技术的物联网项目正常运行的关键组件。仅仅插入设备然后祈祷好运是不够的：你必须处理好硬件、IP网络等等。 数据包转发器 并在 LoRaWAN 服务器上注册 事物网络（TTN）除了注册终端应用程序和设备之外。
本指南将一步一步、详细地向您展示如何执行以下操作： LoRaWAN网关的完整配置 在各种实际应用场景中：例如 RAK7289 或 Dragino LPS8 等商用网关、使用 Raspberry Pi 4B 和 RAK5146 集线器的 DIY 网关，以及将 LoRaWAN 传感器（GPS 追踪器、温湿度探头等）集成到 TTN 中。本文的目标是让您在阅读完后，清楚地了解该做什么、在哪里做以及需要检查哪些内容，以确保一切正常运行。
配置 LoRaWAN 网关之前的基本概念和准备步骤
在开始修改菜单之前，明确菜单包含哪些元素非常重要。 功能性 LoRaWAN 网络网关、LoRaWAN 服务器、应用程序和终端设备或 终端设备每个组件都有其作用，并且需要最少的参数才能与其他组件通信。
实际上，大多数教育和实验室项目都依赖于 TTN 作为免费公共服务器TTN 提供了一个 Web 控制台，用户可以通过该控制台注册网关、创建应用程序以及注册设备，以便使用唯一密钥安全地发送数据（DevEUI、AppEUI/JoinEUI、AppKey).
另一点需要从一开始就明确，那就是： LoRaWAN 频率与您所在地区兼容在欧洲，通常使用868 MHz频段的频率方案（EU868），而其他地区则使用不同的方案（例如US915、AU915等）。网关和TTN必须使用同一方案，或者简单来说，必须在同一信道上通信。
关于终端设备，通常的做法是与……合作 Dragino GPS追踪器 用于位置追踪，以及与温湿度探头（例如Browan Tabs TBHH100-868传感器）配合使用。这些设备通常预装了LoRaWAN凭证，可直接注册到TTN，但建议您查看这些凭证并了解如何配置。
最后，您需要确保网关具有…… 稳定安全的IP连接无论是通过以太网线、Wi-Fi，甚至是4G/5G移动网络。如果没有互联网接入（或相应的广域网），网关将无法将LoRa数据包转发到服务器。
商用网关配置：RAK7289和Dragino LPS8
许多教育项目使用商业网关，例如 RAK7289 适用于户外 ØEL Dragino LPS8室内两者都带有网页管理界面，您可以在其中调整 IP 网络部分和与 TTN 或其他服务器通信所需的 LoRaWAN 参数。
在某些场所，例如教育中心， RAK网关初始配置 学校（例如高中）可能已经完成了网络设置，学生只需根据本地网络架构调整网络设置（静态 IP 或 DHCP）。即便如此，建议学生了解所有步骤，以便在学校或服务器变更时能够重新进行设置。
RAK网关上的IP网络配置（例如RAK7289）
使用网关的第一步是确保它具备以下条件： 通过 IP 地址访问本地网络和互联网对于 RAK 网关，此设置位于管理菜单的 WAN 网络部分中。
在菜单上 网络 → 广域网接口 我们可以选择网关是否作为 DHCP客户端或静态IP如果路由器保持在 DHCP 模式，网络路由器会自动分配 IP 地址。这简化了操作，但之后需要使用网络扫描器（例如，使用 DHCP 工具）来查找已分配的 IP 地址。 nmap任何 IP 扫描器或检查连接性 Linux 中的 ping 操作或者通过查阅路由器的 DHCP 服务器表。
如果我们需要更多控制权，强烈建议分配一个 有据可查的静态 IP这样我们就能始终知道要访问哪个地址才能访问管理面板，并且在必要时更容易应用防火墙规则或远程访问。
在教室或实验室等有多台计算机的环境中，了解以下信息也很有帮助： 以太网 MAC 和主机名 来自网关。有时它会列在 DHCP 服务器本身上。 主机 可识别（例如，“RAK7289”），即使使用 DHCP，也能一眼找到它。
通过受管 Wi-Fi 进行紧急访问
如果由于某种原因我们无法在有线网络上找到网关的 IP 地址，许多 RAK 和 Dragino 型号都提供了…… 用于管理的集成式 Wi-Fi 接入点该接入点通常是开放的或使用默认凭据，允许您将笔记本电脑或平板电脑直接连接到该设备。
连接到该 Wi-Fi 网络时，默认网关 IP 地址通常是以下地址： 网关本身的管理通过网络浏览器访问该 IP 地址，我们可以访问管理界面，而无需依赖 DHCP、交换机或中间路由器，这在新部署或网络配置完全丢失的情况下非常有用。
然而，一旦启动完成，这一点就至关重要了。 禁用管理 Wi-Fi 或加强其安全性将开放或安全措施不完善的网络连接到网关等关键设备会造成明显的安全漏洞，尤其是在网关位于室外或公共场所的情况下。
RAK网关的LoRaWAN配置和TTN注册
IP网络配置完成后，下一步是将网关连接到LoRaWAN服务器。在RAK网关上，此步骤通常位于菜单中。 LoRa 网络 → 网络设置 → 数据包转发器其中，接收到的 LoRa 数据包将发送到的目的地将被调整。
在该部分中，我们必须找到并复制 网关 EUI这是网关的唯一标识符。此值将用于在 TTN 控制台中注册网关。建议将其（以及设备的用户名和密码）保存到文档中，这样您就不必每次都查找它了。
要在 TTN 中注册网关，请访问 TTN控制台 使用相应的凭证登录。登录后，选择相应的区域并进入“网关”部分。点击“注册网关”，输入复制的EUI，选择相应的频率方案（欧洲为EU868），即可完成注册过程。
在某些模型和 固件 需要激活以下模式 传统数据包转发器 在 TTN 设置中，您可以确保与网关软件兼容。您还可以指定覆盖类型（室内/室外）和物理位置，以便网关在 TTN 地图上正确显示。
如果一切操作正确，TTN 控制台中的网关状态将变为“已连接”，并且在选项卡中…… 流量当范围内有设备进行传输时，将开始出现包含实时 LoRa 流量的消息。
Dragino LPS8 网关管理：访问、Wi-Fi 和 IP
El Dragino LPS8 它是一款相当常见的室内 LoRaWAN 网关，适用于测试和小规模部署。它基于 SX1308 集中器，并预配置了适用于不同地理区域的各种频率方案，包括 EU868 频段。
这套设备可以通过以下方式进行管理： SSH 和 HTTP要通过 RJ-45 端口使用 SSH 或 HTTP 访问网络，我们首先需要知道网络 DHCP 服务器分配的 IP 地址。这时，使用 IP 地址扫描器、检查路由器的 DHCP 地址表或类似工具就派上用场了。
初始设置中最简单的选择是使用 LPS8 本身创建的 Wi-Fi 接入点设备开机后，会广播一个 SSID 类型为“dragino-xxxxx”的网络。默认密码通常为“dragino+dragino”。连接到此网络后，可通过 Web 浏览器输入 IP 地址 10.130.1.1 来访问网关。
Web界面中的初始凭据通常是 用户名“admin”和密码“dragino”强烈建议在一切就绪并运行后立即更改这些密钥，特别是如果您要保持 Wi-Fi AP 处于活动状态，或者网关将从不受控制的网络访问。
Dragino LPS8 LoRaWAN 设置和 TTN 链路
在LPS8配置界面中，我们可以找到LoRa和LoRaWAN部分的专用菜单。第一步是确认已选择[选项/功能]。 我们地区的正确频率方案例如，欧洲使用 868 MHz 频段。
在标签中 LoRaWAN 指定数据包转发到的服务器。在“服务提供商”下拉菜单中，可以选择 TTN；在“服务器地址”中，选择与 EU868 频段关联的欧洲 TTN 服务器。UDP 上行和下行端口通常默认设置为 1700，这在大多数情况下都是正确的。
同一屏幕上显示 网关 ID这将是我们注册网关时在 TTN 控制台中使用的值。注册流程与 RAK 非常相似：进入控制台，转到“网关”，选择“注册网关”，输入网关 ID，勾选（如果适用）是否使用传统数据包转发器，然后选择相应的欧洲套餐。
如果我们想使用一个 专用 LoRaWAN 服务器，例如 ChirpStack这里不是输入 TTN，而是输入地址、端口和身份验证参数。不过，对于教育用途和许多个人项目来说，TTN 通常已经足够用了。
在 Dragino 中配置 LAN、WAN 和 Wi-Fi WAN
在 LPS8 网络选项卡中，我们可以找到几个子选项卡，用于精确调整网关连接到本地网络和互联网的方式。在“关于”部分，我们可以找到以下选项： 局域网 网关自身 Wi-Fi AP 使用的内部网络已配置；它是一种本地“管理网络”。
通常的做法是不碰它 默认 LAN 配置 或者，如果配置被修改，请务必仔细记录相关信息，因为如果广域网部分配置错误，这可能是唯一的入口。LPS8 LAN 用作恢复管理访问权限的救援网络。
在本节中 广域网 网关通过网线连接时，RJ-45 端口将使用的 IP 地址已定义。您可以选择 DHCP 或分配静态 IP 地址。在网络环境稳定的情况下，分配静态 IP 地址是最专业的做法。 WAN接口的静态IP地址 避免方向发生意外变化。
最后，关于……的部分 Wi-Fi广域网 这样，网关就可以作为客户端连接到现有的 Wi-Fi 网络。在这里，您可以定义该接口的 IP 地址是静态的还是通过 DHCP 获取的，并输入 SSID、加密类型和密码参数。
Wi-Fi选项卡还会显示和配置以下内容： Dragino自动生成的AP从安全角度来看，建议更改网络名称和密码，如果不再使用接入点，甚至可以将其禁用，以减少攻击面。
使用树莓派 4 和 RAK5146 构建 DIY LoRaWAN 网关
除了商业网关之外，设置一个 使用树莓派和 RAK 集线器自制 LoRaWAN 网关这种方法非常适合深入了解各个部分之间的联系，并打造一支灵活且可升级的团队。
在这种类型的项目中， 树莓派4B 作为系统的大脑和类似mPCIe集中器的设备 RAK5146 它安装在 Pi HAT RAK2287 型适配器上。在此基础上，安装了诸如 RAKPiOS 之类的专用系统镜像，该镜像已集成用于管理 LoRaWAN 部分的特定实用程序。
所需硬件和物理组装
要构建这种类型的 LoRaWAN 网关，至少需要一个 树莓派 4B 及其电源至少需要一张 16GB 的 microSD 卡、Pi HAT RAK2287、mPCIe 集线器 RAK5146 以及相应的 LoRa 和 GPS 天线。一套好的螺丝和垫片也有助于将所有组件牢固地固定在一起。
该过程首先介绍 HAT RAK2287 的 mPCIe 插槽中装有 RAK5146通常以大约 45 度角插入，直到卡紧贴连接器。然后轻轻向下按压卡，并使用与 HAT 板上的孔对齐的两个螺丝将其固定。
一旦集线器安装到 HAT 上， Pi HAT 连接到 Raspberry Pi 的 GPIO 引脚 它用四个螺钉或垫片固定以防止移动。这样就形成了一个坚固的整体，可以防止连接器受力，并方便安装在接线盒或支架中。
最后，它们连接起来 LoRa天线和GPS天线分别位于相应的连接器中。 来自聚光器。切记，切勿在未连接天线的情况下开启设备，否则可能会损坏聚光器的射频部分。
在 SD 卡上安装 RAKPiOS
硬件组件安装完毕后，下一步是准备树莓派的操作系统。为此，请从官方软件仓库下载最新版本的 RAK。 RAKPiOS它是专为配备 RAK 硬件的 LoRaWAN 网关而设计的。
使用诸如刷机工具之类的工具将 RAKPiOS 镜像写入 microSD 卡。 蚀刻鲸或类似物典型的流程包括选择下载的图像、选择目标卡、启动“Flash”程序、等待其完成并验证数据。
刷机完成后，将卡从读卡器中取出并插入到…… 树莓派 microSD 卡槽接下来，只需连接电源（如果需要，还可以连接以太网线），即可让 Pi 启动到 RAKPiOS。
首次启动、SSH 访问和密码更改
首次启动时，RAKPiOS 通常会创建一个 SSID 类型为 RAK_XXXX 的 Wi-Fi 接入点其中 XXXX 对应于树莓派 MAC 地址的最后几位数字。接入点的初始密码通常为“rakwireless”。连接到此网络后，我们可以通过无线方式访问该设备。
在这种模式下，树莓派的默认 IP 地址通常是 192.168.230.1有了这个 IP 地址，我们可以使用默认凭据打开 SSH 连接（例如，在 Windows 上使用 PuTTY，或在 Linux/macOS 上使用终端），默认凭据通常是用户名“rak”和密码“changeme”。
我们第一次登录时，系统就会询问我们 出于安全考虑，请更改密码。这一步骤不可省略：只需输入您当前的密码，然后输入两次您的新密码即可。
使用 rakpios-cli 设置互联网连接
身份验证成功后，下一步是配置互联网访问。RAKPiOS 包含一个名为 的配置实用程序。 rakpios-cli 它集中管理着大部分网络选项和服务。
打字 rakpios-cli 终端中会出现一个文本菜单，可通过键盘进行导航。虽然最初可能会显示警告或轻微错误，但您可以继续按“确定”键，直到出现主要选项。从那里，您可以访问…… 在“管理网络”中选择 wlan0 接口 调整 Wi-Fi 设置。
操作模式通常在 wlan0 配置中指定。 STA模式（Wi-Fi客户端）接下来，系统会扫描可用网络或手动输入 SSID，配置 Wi-Fi 密码，并启用连接。更改生效后，树莓派会暂时断开与接入点的连接，并从网络路由器获取 IP 地址。
要继续访问设备，您现在使用 路由器分配的新IP地址 连接到树莓派。这样我们就不再依赖 RAK AP，网关就像本地网络上的另一个设备一样运行。
激活数据包转发器并获取网关的EUI
网络连接正常后，就可以启用 LoRaWAN 服务本身了。同样，从 rakpios-cli 这次，您进入“部署服务”部分，然后选择“数据包转发器”。
数据包转发器菜单提供了对该选项的访问。 “配置环境变量”其中，会标明区域（例如 EU_868）、接口（SPI，即 RAK5146 集中器使用的接口）、集中器型号以及（如果适用）其他频段特定参数等数据。
保存更改后，返回上一个菜单并选择 “启动服务” 启动数据包转发器。此时，系统将显示网关的 EUI，这是我们在 TTN 控制台中注册网关时需要的唯一标识符。
值得复制这段文字。 EUI 并将其保存到某个配置文档中接下来，TTN 中的注册程序与商业网关相同：从控制台的“网关”部分，单击“注册”，输入 EUI，选择区域（EU868），然后完成注册。
在 TTN 中注册应用程序和终端设备
一旦网关在 TTN 中显示为“已连接”，查看有用数据的下一步是： 注册应用程序和终端设备网关本身并不存储有用信息，它只负责转发流量。真正聚合来自传感器或追踪器的数据的是应用程序。
在 TTN 中，通过控制台，您可以访问以下部分： “应用程序” 创建一个新的应用程序，为其分配一个 ID，并可根据需要添加描述。该应用程序将作为容器，用于管理与同一项目相关的所有终端设备（传感器）。
应用程序创建完成后，该按钮用于…… “注册终端设备”或“注册终端设备” 要注册每个传感器，TTN 允许您通过手动输入参数或在某些情况下使用制造商模板来注册设备。
对于手动输入，例如以下值： DevEUI 和 AppKey 带有自动生成按钮，而 JoinEUI（相当于 AppEUI） 它可以是用户自定义的值（前提是它与我们在设备上配置的值相匹配）。
表格填写完毕并确认注册后，TTN 将在“激活信息”选项卡中显示配置终端设备所需的参数：DevEUI、JoinEUI/AppEUI 和 AppKey。这些数据必须使用 LoRaWAN 节点（传感器、追踪器等）的配置工具或串口接口输入到该节点中。
以 Tabs TBHH100-868 传感器和 Dragino 追踪器为例
温度和湿度传感器 Tabs TBHH100-868 Browan 设备是典型的简单 LoRaWAN 设备。它们的主要功能是定期发送温度、相对湿度，在某些情况下还会发送电池状态。
这类传感器通常都预装了 LoRaWAN 密钥： AppKey、AppEUI 和 DevEUI供应商通常会提供包含这些数值的数据表或标签。使用 TTN，您只需创建一个应用程序，并为每个传感器输入数据表上列出的凭据即可。
这些传感器的数据传输逻辑通常基于阈值： 他们会定期发送信息，或者在发生重大变化时发送信息。 （例如，如果没有变化，则每 60 分钟发送一次；如果温度变化 ±2 °C 或湿度变化 ±5%，则发送频率会更高）。了解这些细节对于正确解读 TTN 中的消息频率至关重要。
在的情况下，中 Dragino追踪器对于用作 GPS 追踪器的设备，在 TTN 中的注册方式类似：在 TTN 应用程序中创建设备，并为其提供唯一的密钥；如果需要，可以使用串口通过 AT 命令调整高级追踪器参数（发送间隔、紧急报警持续时间等）。
要通过 USB 配置这些跟踪器，请将电缆连接到 PC，打开串口终端（波特率为 115200），然后发送以下信息： 按照手册中的说明执行 AT 命令一个重要的细节是，命令必须一次性粘贴，而不是一个字符一个字符地输入，这样设备才能正确解释它们。
外部设备集成：Loko Air 设备示例
另一种常见情况是集成特定设备，例如： Loko Air 型通风或环境控制单元它使用自己的桌面工具（例如 Loko 配置工具）进行配置。
在这种情况下，典型流程是：在 TTN 中创建最终设备，生成（或获取）DevEUI、JoinEUI 和 AppKey 值，然后 这三个参数需要输入到制造商的配置工具中。启用设备上的 LoRaWAN 选项。
配置发送完成后，设备将重启并开始尝试使用 OTAA（空中激活）加入 TTN 网络。当网关检测到连接尝试且网络接受连接后，TTN 控制台将开始显示以下内容： 设备“实时数据”视图中的实时消息如果设备发送 GPS 坐标，则会在地图上显示位置。
有效载荷格式化器和数据解码器
为了使传感器发送的数据可读，TTN 允许定义 有效载荷格式化程序在某些情况下，可以使用标准格式，例如 CayenneLPP，它可以自动解释某些类型的数据。
当设备使用专有格式时，开发者可以创建 JavaScript 中的自定义解码器 它接收原始字节，将其转换为十六进制，并应用特定函数来解释每种类型的数据（湿度、温度、气压计、GPS、加速度计、陀螺仪、磁力计、电池电压等）。
典型的模式是分析帧开头处的“标志”或信道标识符，并根据其值，将正确的公式应用于后续字节。 将它们转化为物理值最后，脚本返回一个包含已解释变量的 JSON 对象（例如， temperature, humidity, battery, latitude, longitude…），TTN 会将其显示为可读字段。
这些“已消化”的信息随后可以重新用于与外部平台（例如……）的集成。 Node-RED、MQTT、Datacake 类型的仪表盘、MySQL 数据库或云服务 就像 ThingSpeak 一样，无需在每个系统上重新解码每个有效载荷。
数据可视化与应用：从 TTN 到 Node-RED、Datacake 等
一旦设备发送数据并且TTN顺利接收到数据，精彩的部分就开始了： 信息的可视化和利用TTN 已经提供了一个基本控制台来查看来自每个设备的流量和数据，但通常的做法是将数据与其他平台集成。
一个广泛使用的选项是 数据蛋糕这样，您可以创建公共或私有仪表盘，轻松显示温度、湿度、GPS 位置或电池状态等数值。TTN 会配置相应的集成，以便将解码后的数据自动发送到 Datacake。
在更高级的环境中，或者当您想要自动化业务逻辑时，使用以下方法非常常见： Node-RED 与 MQTT 结合使用TTN 通过 MQTT 代理发布应用程序数据，Node-RED 使用该数据进行处理、将其存储在 MySQL 等数据库中、触发警报、对其他设备执行操作或将其发送到外部系统。
这种集成方式允许构建 完整的端到端物联网解决方案 成本相对较低：低功耗 LoRaWAN 节点、TTN 连接的网关，以及基于 Node-RED、数据库和仪表板的灵活后端。
甚至还有专门的课程和培训项目涵盖整个流程：从网关配置和 TTN 注册，到 MQTT 和 Node-RED，再到 MySQL 或 ThingSpeak 等平台上的存储和分析。这些课程提供视频教程和技术支持，解答具体的实施问题。
综上所述，整个工作流程——配置好的网关、作为 LoRaWAN 服务器的 TTN、正确注册的应用程序和设备、有效载荷解码器和集成工具——使 LoRaWAN 项目能够从简单的实验室测试过渡到全面部署。 强大且可扩展的实际解决方案适用于对资产、环境、基础设施或工业过程进行多年监测，且维护量极少。
从全球视角来看，LoRaWAN 网关及其相关生态系统的配置可能看起来很复杂，但归根结底可以归结为几个关键支柱：确保…… 强大的IP连接选择合适的频率方案，将网关连接到 TTN 等 LoRaWAN 服务器，使用凭证注册应用程序和设备，并利用格式化程序、集成和仪表板将原始数据转化为有用且可操作的信息。