- LoRaWAN 閘道器（IP、頻率和封包轉發器）的正確配置是連接任何節點網路到 TTN 的基礎。
- 向 TTN 註冊網關、應用程式和終端設備需要使用唯一識別碼和管理良好的 LoRaWAN 金鑰。
- 有效載荷格式化程式可讓您將原始資料轉換為儀表板、資料庫和整合中可讀的資訊。
- 將 TTN 與 Node-RED、MQTT 或 Datacake 等工具結合使用，可將 LoRaWAN 網路變成一個完整且可擴展的物聯網解決方案。
組裝並微調 LoRaWAN 閘道已正確配置 它是任何基於此技術的物聯網專案正常運作的關鍵組件。光是插入設備然後祈禱好運是不夠的：你必須處理好硬體、IP網路等等。 封包轉發器 並在 LoRaWAN 伺服器上註冊 事物網絡（TTN）除了註冊終端用戶應用程式和設備之外。
本指南將一步一步、詳細地向您展示如何執行以下操作： LoRaWAN網關的完整配置 在各種實際應用場景中：例如 RAK7289 或 Dragino LPS8 等商用網關、使用 Raspberry Pi 4B 和 RAK5146 集線器的 DIY 網關，以及將 LoRaWAN 感測器（GPS 追蹤器、溫濕度探頭等）整合到 TTN 中。本文的目標是讓您在閱讀完後，清楚地了解該做什麼、在哪裡做以及需要檢查哪些內容，以確保一切正常運作。
配置 LoRaWAN 網關之前的基本概念和準備步驟
在開始修改選單之前，明確選單包含哪些元素非常重要。 功能性 LoRaWAN 網絡網關、LoRaWAN 伺服器、應用程式和終端設備或 終端設備每個組件都有其作用，並且需要最少的參數才能與其他組件通訊。
實際上，大多數教育和實驗室課程都依賴 TTN 作為免費公共伺服器TTN 提供了一個 Web 控制台，使用者可以透過該控制台註冊網關、建立應用程式以及註冊設備，以便使用唯一金鑰安全地傳送資料（DevEUI、AppEUI/JoinEUI、AppKey).
另一點需要從一開始就明確，那就是： LoRaWAN 頻率與您所在地區相容在歐洲，通常使用868 MHz頻段的頻率方案（EU868），而其他地區則使用不同的方案（例如US915、AU915等）。網關和TTN必須使用相同方案，或者簡單來說，必須在同一頻道上通訊。
關於終端設備，通常的做法是與…合作 Dragino GPS追蹤器 用於位置追踪，以及與溫濕度探頭（例如Browan Tabs TBHH100-868感測器）配合使用。這些設備通常預先安裝了LoRaWAN憑證，可直接註冊到TTN，但建議您查看這些憑證並了解如何配置。
最後，您需要確保網關具有… 穩定安全的IP連接無論是透過乙太網路線、Wi-Fi，甚至是4G/5G行動網路。如果沒有網路存取（或對應的廣域網路），網關將無法將LoRa封包轉送到伺服器。
商用閘道配置：RAK7289和Dragino LPS8
許多教育計畫使用商業網關，例如 RAK7289 適用於戶外 或 Dragino LPS8室內兩者都帶有網頁管理介面，您可以在其中調整 IP 網路部分和與 TTN 或其他伺服器通訊所需的 LoRaWAN 參數。
在某些場所，例如教育中心， RAK網關初始配置 學校（例如高中）可能已經完成了網路設置，學生只需根據本地網路架構調整網路設置（靜態 IP 或 DHCP）。即便如此，建議學生了解所有步驟，以便在學校或伺服器變更時能夠重新進行設定。
RAK網關上的IP網路設定（例如RAK7289）
使用網關的第一步是確保它具備以下條件： 透過 IP 位址存取本地網路和互聯網對於 RAK 網關，此設定位於管理選單的 WAN 網路部分中。
在菜單上 網路 → 廣域網路介面 我們可以選擇網關是否作為 DHCP客戶端或靜態IP如果路由器保持在 DHCP 模式，網路路由器會自動指派 IP 位址。這簡化了操作，但之後需要使用網路掃描器（例如，使用 DHCP 工具）來尋找已指派的 IP 位址。 nmap任何 IP 掃描器或檢查連接性 Linux 中的 ping 操作或透過查閱路由器的 DHCP 伺服器表。
如果我們需要更多控制權，強烈建議分配一個 有據可查的靜態 IP這樣我們就能始終知道要存取哪個位址才能存取管理面板，並且在必要時更容易套用防火牆規則或遠端存取。
在教室或實驗室等有多台電腦的環境中，了解以下資訊也很有幫助： 乙太網路 MAC 和主機名 來自網關。有時它會列在 DHCP 伺服器本身上。 主機 可識別（例如，“RAK7289”），即使使用 DHCP，也能一眼找到它。
透過受管 Wi-Fi 進行緊急訪問
如果由於某種原因我們無法在有線網路上找到網關的 IP 位址，許多 RAK 和 Dragino 型號都提供了… 用於管理的整合式 Wi-Fi 存取點此存取點通常是開放的或使用預設憑證，可讓您將筆記型電腦或平板電腦直接連接到該裝置。
連接到該 Wi-Fi 網路時，預設閘道 IP 位址通常是下列位址： 網關本身的管理透過網頁瀏覽器存取該 IP 位址，我們無需依賴 DHCP、中間交換器或路由器即可存取管理介面，這在新部署或網路設定完全遺失的情況下非常有用。
然而，一旦啟動完成，這一點就至關重要了。 停用管理 Wi-Fi 或加強其安全性將開放或安全措施不完整的網路連接到網關等關鍵設備會造成明顯的安全漏洞，尤其是在網關位於室外或公共場所的情況下。
RAK網關的LoRaWAN配置和TTN註冊
IP網路設定完成後，下一步是將網關連接到LoRaWAN伺服器。在RAK網關上，此步驟通常位於選單中。 LoRa 網路 → 網路設定 → 封包轉發器其中，接收到的 LoRa 封包將會傳送到的目的地將會被調整。
在該部分中，我們必須找到並複製 網關 EUI這是網關的唯一識別碼。此值將用於在 TTN 控制台中註冊網關。建議將其（以及裝置的使用者名稱和密碼）儲存到文件中，這樣您就不必每次都查找它了。
要在 TTN 中註冊網關，請訪問 TTN控制台 使用對應的憑證登入。登入後，選擇相應的區域並進入「網關」部分。點選“註冊網關”，輸入複製的EUI，選擇對應的頻率方案（歐洲為EU868），即可完成註冊程序。
在某些模型和 固件 需要啟動以下模式 傳統資料包轉發器 在 TTN 設定中，您可以確保與網關軟體相容。您也可以指定覆蓋類型（室內/室外）和實體位置，以便網關在 TTN 地圖上正確顯示。
如果一切操作正確，TTN 控制台中的網關狀態將變為“已連接”，並且在選項卡中… 流量當範圍內有裝置進行傳輸時，將開始出現包含即時 LoRa 流量的訊息。
Dragino LPS8 閘道管理：存取、Wi-Fi 和 IP
El Dragino LPS8 它是一款相當常見的室內 LoRaWAN 網關，適用於測試和小規模部署。它基於 SX1308 集中器，並預先配置了適用於不同地理區域的各種頻率方案，包括 EU868 頻段。
這套設備可以透過以下方式進行管理： SSH 和 HTTP要透過 RJ-45 連接埠使用 SSH 或 HTTP 存取網絡，我們首先需要知道網路 DHCP 伺服器分配的 IP 位址。這就需要用到 IP 位址掃描器、檢查路由器的 DHCP 位址表或類似工具了。
初始設定中最簡單的選擇是使用 LPS8 本身所建立的 Wi-Fi 存取點設備開機後，會廣播一個 SSID 類型為「dragino-xxxxx」的網路。預設密碼通常為“dragino+dragino”。連接此網路後，可透過 Web 瀏覽器輸入 IP 位址 10.130.1.1 存取網關。
Web介面中的初始憑證通常是 使用者名稱“admin”和密碼“dragino”強烈建議在一切就緒並運行後立即更改這些金鑰，特別是如果您要保持 Wi-Fi AP 處於活動狀態，或者網關將從不受控制的網路存取。
Dragino LPS8 LoRaWAN 設定和 TTN 連結
在LPS8配置介面中，我們可以找到LoRa和LoRaWAN部分的專用選單。第一步是確認已選擇[選項/功能]。 我們地區的正確頻率方案例如，歐洲使用 868 MHz 頻段。
在標籤中 廣域網 指定資料包轉送到的伺服器。在「服務提供者」下拉式選單中，可以選擇 TTN；在「伺服器位址」中，選擇與 EU868 頻段關聯的歐洲 TTN 伺服器。 UDP 上行和下行連接埠通常預設為 1700，這在大多數情況下都是正確的。
同一螢幕上顯示 網關 ID這將是我們註冊網關時在 TTN 控制台中使用的值。註冊流程與 RAK 非常相似：進入控制台，轉到“網關”，選擇“註冊網關”，輸入網關 ID，勾選（如果適用）是否使用傳統資料包轉發器，然後選擇相應的歐洲套餐。
如果我們想使用一個 專用 LoRaWAN 伺服器，例如 ChirpStack這裡不是輸入 TTN，而是輸入位址、連接埠和驗證參數。不過，對於教育用途和許多個人專案來說，TTN 通常已經足夠用了。
在 Dragino 中設定 LAN、WAN 和 Wi-Fi WAN
在 LPS8 網路標籤中，我們可以找到幾個子選項卡，用於精確調整網關連接到本地網路和網際網路的方式。在「關於」部分，我們可以找到以下選項： 區域網路 網關本身 Wi-Fi AP 所使用的內部網路已配置；它是一種本機「管理網路」。
通常的做法是不碰它 預設 LAN 配置 或者，如果配置被修改，請務必仔細記錄相關訊息，因為如果廣域網路部分配置錯誤，這可能是唯一的入口。 LPS8 LAN 用作恢復管理存取權限的救援網路。
在本節中 廣域網 當網關透過網路線連接時，RJ-45 連接埠將使用的 IP 位址已定義。您可以選擇 DHCP 或指派靜態 IP 位址。在網路環境穩定的情況下，指派靜態 IP 位址是最專業的做法。 WAN介面的靜態IP位址 避免方向發生意外變化。
最後，關於…的部分 Wi-Fi廣域網 這樣，網關就可以作為客戶端連接到現有的 Wi-Fi 網路。在這裡，您可以定義該介面的 IP 位址是靜態的還是透過 DHCP 取得的，並輸入 SSID、加密類型和密碼參數。
Wi-Fi選項卡也會顯示並配置以下內容： Dragino自動產生的AP從安全角度來看，建議更改網路名稱和密碼，如果不再使用存取點，甚至可以將其停用，以減少攻擊面。
使用樹莓派 4 和 RAK5146 建置 DIY LoRaWAN 網關
除了商業網關之外，設定一個 使用樹莓派和 RAK 集線器自製 LoRaWAN 網關這種方法非常適合深入了解各個部分之間的聯繫，並打造一支靈活且可升級的團隊。
在這種類型的項目中， 樹莓派4B 作為系統的大腦和類似mPCIe集中器的設備 拉克5146 它安裝在 Pi HAT RAK2287 型適配器上。在此基礎上，安裝了諸如 RAKPiOS 之類的專用系統鏡像，已整合用於管理 LoRaWAN 部分的特定實用程式。
所需硬體和物理組裝
要建置這種類型的 LoRaWAN 網關，至少需要一個 樹莓派 4B 及其電源至少需要一張 16GB 的 microSD 卡、Pi HAT RAK2287、mPCIe 集線器 RAK5146 以及對應的 LoRa 和 GPS 天線。一套好的螺絲和墊片也有助於將所有組件牢固地固定在一起。
過程首先介紹 HAT RAK2287 的 mPCIe 插槽中裝有 RAK5146通常以大約 45 度角插入，直到卡緊貼連接器。然後輕輕向下按壓卡，並使用與 HAT 板上的孔對齊的兩個螺絲將其固定。
一旦集線器安裝到 HAT 上， Pi HAT 連接到 Raspberry Pi 的 GPIO 引腳 它用四個螺絲或墊片固定以防止移動。這樣就形成了一個堅固的整體，可以防止連接器受力，並方便安裝在接線盒或支架中。
最後，它們連接起來 LoRa天線和GPS天線分別位於對應的連接器中。 來自聚光器。切記，切勿在未連接天線的情況下開啟設備，否則可能會損壞聚光器的射頻部分。
在 SD 卡上安裝 RAKPiOS
硬體組件安裝完畢後，下一步是準備樹莓派的作業系統。為此，請從官方軟體倉庫下載最新版本的 RAK。 RAKPiOS它是專為配備 RAK 硬體的 LoRaWAN 網關而設計的。
使用諸如刷機工具之類的工具將 RAKPiOS 鏡像寫入 microSD 卡。 蝕刻鯨或類似物典型的流程包括選擇下載的映像、選擇目標卡、啟動「Flash」程式、等待其完成並驗證資料。
刷機完成後，將卡片從讀卡機中取出並插入… 樹莓派 microSD 卡槽接下來，只需連接電源（如果需要，還可以連接乙太網路線），即可讓 Pi 啟動到 RAKPiOS。
首次啟動、SSH 存取和密碼更改
首次啟動時，RAKPiOS 通常會創建一個 SSID 類型為 RAK_XXXX 的 Wi-Fi 存取點其中 XXXX 對應於樹莓派 MAC 位址的最後幾位數字。接入點的初始密碼通常為「rakwireless」。連接到此網路後，我們可以透過無線方式存取該設備。
在這種模式下，樹莓派的預設 IP 位址通常是 192.168.230.1有了這個 IP 位址，我們可以使用預設憑證開啟 SSH 連線（例如，在 Windows 上使用 PuTTY，或在 Linux/macOS 上使用終端），預設憑證通常是使用者名稱「rak」和密碼「changeme」。
我們第一次登入時，系統就會問我們 出於安全考慮，請更改密碼。此步驟不可省略：只需輸入您目前的密碼，然後輸入兩次您的新密碼即可。
使用 rakpios-cli 設定網路連接
身份驗證成功後，下一步是設定網際網路存取。 RAKPiOS 包含一個名為 的設定實用程式。 rakpios-cli 它集中管理著大部分網路選項和服務。
打字 rakpios-cli 終端機中會出現一個文字選單，可透過鍵盤進行導覽。雖然最初可能會顯示警告或輕微錯誤，但您可以繼續按「確定」鍵，直到出現主要選項。從那裡，您可以訪問… 在「管理網路」中選擇 wlan0 介面 調整 Wi-Fi 設定。
操作模式通常在 wlan0 配置中指定。 STA模式（Wi-Fi客戶端）接下來，系統會掃描可用網路或手動輸入 SSID，設定 Wi-Fi 密碼，並啟用連線。變更生效後，樹莓派會暫時中斷與存取點的連接，並從網路路由器取得 IP 位址。
要繼續存取設備，您現在使用 路由器指派的新IP位址 連接到樹莓派。這樣我們就不再依賴 RAK AP，網關就像本地網路上的另一個裝置一樣運作。
啟動資料包轉發器並取得網關的EUI
網路連線正常後，就可以啟用 LoRaWAN 服務本身了。同樣，從 rakpios-cli 這次，您進入「部署服務」部分，然後選擇「資料包轉發器」。
資料包轉發器選單提供了對該選項的存取。 “配置環境變數”其中，會標示區域（例如 EU_868）、介面（SPI，即 RAK5146 集中器使用的介面）、集中器型號以及（如果適用）其他頻段特定參數等資料。
儲存變更後，返回上一個選單並選擇 “啟動服務” 啟動資料包轉發器。此時，系統將顯示網關的 EUI，這是我們在 TTN 控制台中註冊網關時所需的唯一識別碼。
值得複製這段文字。 EUI 並將其儲存到某個設定檔中接下來，TTN 中的註冊程序與商業網關相同：從控制台的“網關”部分，點擊“註冊”，輸入 EUI，選擇區域（EU868），然後完成註冊。
在 TTN 中註冊應用程式和終端設備
一旦網關在 TTN 中顯示為“已連接”，請查看有用資料的下一步是： 註冊應用程式和終端設備網關本身並不會儲存有用訊息，它只負責轉送流量。真正聚合來自感測器或追蹤器的數據的是應用程式。
在 TTN 中，透過控制台，您可以存取以下部分： “應用” 建立一個新的應用程序，為其指派一個 ID，並可根據需要新增描述。該應用程式將作為容器，用於管理與同一專案相關的所有終端設備（感測器）。
應用程式創建完成後，該按鈕用於… “註冊終端設備”或“註冊終端設備” 若要註冊每個感測器，TTN 可讓您透過手動輸入參數或在某些情況下使用製造商範本來註冊設備。
對於手動輸入，例如以下值： DevEUI 和 AppKey 帶有自動生成按鈕，而 JoinEUI（相當於 AppEUI） 它可以是用戶自訂的值（前提是它與我們在設備上配置的值相符）。
表格填寫完畢並確認註冊後，TTN 將在「啟動資訊」標籤中顯示配置終端設備所需的參數：DevEUI、JoinEUI/AppEUI 和 AppKey。這些資料必須使用 LoRaWAN 節點（感測器、追蹤器等）的配置工具或串列介面輸入到該節點中。
以 Tabs TBHH100-868 感測器和 Dragino 追蹤器為例
溫度和濕度感測器 Tabs TBHH100-868 Browan 設備是典型的簡單 LoRaWAN 設備。它們的主要功能是定期發送溫度、相對濕度，在某些情況下也會發送電池狀態。
這類感測器通常都預先安裝了 LoRaWAN 金鑰： AppKey、AppEUI 和 DevEUI供應商通常會提供包含這些數值的資料表或標籤。使用 TTN，您只需建立一個應用程序，並為每個感測器輸入資料表上列出的憑證即可。
這些感測器的資料傳輸邏輯通常基於閾值： 他們會定期發送訊息，或在發生重大變化時發送訊息。 （例如，如果沒有變化，則每 60 分鐘發送一次；如果溫度變化 ±2 °C 或濕度變化 ±5%，則發送頻率會更高）。了解這些細節對於正確解讀 TTN 中的訊息頻率至關重要。
在這種情況下 Dragino追蹤器對於用作 GPS 追蹤器的設備，在 TTN 中的註冊方式類似：在 TTN 應用程式中建立設備，並為其提供唯一的密鑰；如果需要，可以使用串口透過 AT 命令調整高級追蹤器參數（發送間隔、緊急警報持續時間等）。
若要透過 USB 設定這些追蹤器，請將電纜連接到 PC，開啟串列終端（波特率為 115200），然後發送以下資訊： 按照手冊中的說明執行 AT 指令一個重要的細節是，命令必須一次性貼上，而不是一個字元一個字元地輸入，這樣設備才能正確解釋它們。
外部設備整合：Loko Air 設備範例
另一種常見情況是整合特定設備，例如： Loko Air 型通風或環境控制單元它使用自己的桌面工具（例如 Loko 配置工具）進行配置。
在這種情況下，典型流程是：在 TTN 中建立最終設備，產生（或取得）DevEUI、JoinEUI 和 AppKey 值，然後 這三個參數需要輸入到製造商的設定工具。啟用設備上的 LoRaWAN 選項。
配置發送完成後，設備將重新啟動並開始嘗試使用 OTAA（空中啟動）加入 TTN 網路。當網關偵測到連線嘗試且網路接受連線後，TTN 控制台將開始顯示以下內容： 設備“即時數據”視圖中的即時訊息如果裝置發送 GPS 座標，則會在地圖上顯示位置。
酬載格式化器和資料解碼器
為了使感測器發送的數據可讀，TTN 允許定義 有效載荷格式化程式在某些情況下，可以使用標準格式，例如 CayenneLPP，它可以自動解釋某些類型的資料。
當設備使用專有格式時，開發者可以創建 JavaScript 中的自訂解碼器 它接收原始字節，將其轉換為十六進制，並應用特定函數來解釋每種類型的資料（濕度、溫度、氣壓計、GPS、加速度計、陀螺儀、磁力計、電池電壓等）。
典型的模式是分析幀開頭處的“標誌”或通道標識符，並根據其值，將正確的公式應用於後續位元組。 將它們轉換為物理值最後，腳本傳回一個包含已解釋變數的 JSON 物件（例如， temperature, humidity, battery, latitude, longitude…），TTN 會將其顯示為可讀欄位。
這些「已消化」的資訊隨後可以重新用於與外部平台（例如…）的整合。 Node-RED、MQTT、Datacake 類型的儀錶板、MySQL 資料庫或雲端服務 就像 ThingSpeak 一樣，無需在每個系統上重新解碼每個有效載荷。
資料視覺化與應用：從 TTN 到 Node-RED、Datacake 等
一旦設備發送數據並且TTN順利接收到數據，精彩的部分就開始了： 資訊的可視化和利用TTN 已經提供了一個基本控制台來查看來自每個設備的流量和數據，但通常的做法是將數據與其他平台整合。
一種廣泛使用的選項是 數據蛋糕這樣，您可以建立公有或私人儀表板，輕鬆顯示溫度、濕度、GPS 位置或電池狀態等數值。 TTN 會配置相應的集成，以便將解碼後的資料自動傳送到 Datacake。
在更高級的環境中，或當您想要自動化業務邏輯時，使用以下方法非常常見： Node-RED 與 MQTT 結合使用TTN 透過 MQTT 代理程式發布應用程式數據，Node-RED 使用該數據進行處理、將其儲存在 MySQL 等資料庫中、觸發警報、對其他設備執行操作或將其發送到外部系統。
這種集成方式允許構建 完整的端對端物聯網解決方案 成本相對較低：低功耗 LoRaWAN 節點、TTN 連接的網關，以及基於 Node-RED、資料庫和儀表板的靈活後端。
甚至還有專門的課程和培訓專案涵蓋整個流程：從網關配置和 TTN 註冊，到 MQTT 和 Node-RED，再到 MySQL 或 ThingSpeak 等平台上的儲存和分析。這些課程提供影片教學和技術支持，解答具體的實施問題。
綜上所述，整個工作流程——配置好的網關、作為 LoRaWAN 伺服器的 TTN、正確註冊的應用程式和設備、有效載荷解碼器和整合工具——使 LoRaWAN 專案能夠從簡單的實驗室測試過渡到全面部署。 強大且可擴展的實際解決方案適用於資產、環境、基礎設施或工業製程進行多年監測，且維護量極少。
從全球視角來看，LoRaWAN 閘道及其相關生態系統的配置可能看起來很複雜，但歸根結底可以歸結為幾個關鍵支柱：確保… 強大的IP連接選擇合適的頻率方案，將網關連接到 TTN 等 LoRaWAN 伺服器，使用憑證註冊應用程式和設備，並利用格式化程式、整合和儀表板將原始資料轉換為有用且可操作的資訊。