創建你自己的私有 LoRa 網路

有大量關於 LoRa 的討論,低功耗、廣域網保證了幾公里範圍內的通信,因此非常適合網聯網通信。電信運營商正在推出 LoRa 網路,由於 LoRa 在開放的頻譜範圍內運行,你還可以設置自己的網路。本文討論了構建私有 LoRa 網路,以及如何使用網路將數據從 ARM mbed 終端節點發送到雲端。

關於 LoRa 與 LoRaWAN 的注意事項:從技術上講,在本文中我們正在構建一個 LoRaWAN 網路。 LoRa 是一個在物理層(MAC)之上,使用調製技術(PHY)和 LoRaWAN 的網路協議。

準備工作 典型的 LoRa 網路由四部分組成:硬體設備,網關,網路服務和應用:

至於硬體,您需要硬體設備和網關,類似於如何設置Wi-Fi網路。網關很簡單:它們只是掃描頻譜並捕獲LoRa數據包。這裡沒有網關固定 - 設備不與單個網關相關聯;因此,設備範圍內的所有網關接收信號。然後,網關將其數據轉發到網路伺服器上處理數據包的。

當多個網關接收到相同的數據包時,網路服務刪除重複數據包,解密消息(一切都是端對端加密的),處理LoRa功能,如自適應數據等級等。然後將解密的數據轉發到您的應用程序。

需要五個組成部分。

需要的硬體有: 網關。 硬體設備

需要的軟體有: 硬體設備固件。 網路服務。 APP

本指南顯示您可以購買哪些硬體和兩個在線服務,可用於編寫設備固件並處理您的 LoRa 網路。

獲得網關

你可以使用的網關有很多選擇,但是我們在這三個方面有很好的經驗: Kerlink IoT站。昂貴(約1200歐元),但質量和範圍很大。 MultiTech ConduitT 約為 Kerlink 價格的三分之一(約450歐元),適合小型設備。 (儘管放置一個更大的天線。) * MultiTech 還有一個堅固的戶外版本。建立自己的 Raspberry Pi 和 IMST iC880A集中器。約230歐元,這是最具成本效益的選擇。

出於開發目的,一個網關就足夠了,但是在生產部署中,您至少需要兩個網關,因為網路中總會有盲點。

獲取硬體設備

你還需要構建設備。如果您使用 ARM mbed,你可以使用: 一個代帶有 LoRa 傳輸服務的開發板 MultiTech xDot. xDot 已經通過 FCC / CE 認證和屏蔽,因此如果您要構建定製硬體,它是一個不錯的選擇。 MultiTech mDot 和 UDK2 board. 作為替代,您可以使用 MultiTech mDot EVB,它是 mDot 參考設計。 像xDot一樣,mDot 已經通過FCC / CE認證和屏蔽。 一個運行 LoRa 的 mbed 的微控制器(在本文中,我們正在使用 Nordic nRF51-DK,儘管大多數微控制器工作): SX1272MB2xAS - 基於 SX1272 傳輸服務。 SX1276MB1xAS - 基於 SX1276 傳輸服務。

注意:訂購硬體時,請務必確保您在該地區有效的設備(例如歐洲的868 MHz,美國的915 MHz)

網路伺服器

現在到軟體方面。您需要一個支持 LoRa 協議並可以解析設備發送的數據的伺服器。你可以自己搭建伺服器(註冊 NDA,可以參考現成的實現方案),也可採用其他公司搭建好的服務。位於瑞士的創業公司 LORIOT和來自英國 Stream Technologies 的 IoT-X。

LORIOT

LORIOT 可以免費使用多達一個網關和多達十個終端設備。免費計劃有一些限制:它不包括雙向數據(從雲發送消息到設備)或空中激活。您可以將這些服務作為升級購買(每月支付57歐元)。

IoT-X

IoT-X 是 Stream Technologies 的連接管理平台,可處理蜂窩和 LoR a連接的設備。申請表格可在其網站上查閱。

啟動網關

您現在需要通過安裝掃描光譜的軟體並將所有LoRa數據包轉發到網路伺服器來配置網關。為此,您需要登錄網關。以下是前面提到的三個網關的設置說明。

注意:本節假設您熟悉SSH

Kerlink IoT站

配置 Kerlink: 通過乙太網將網關連接到您的網路 網關通過DHCP獲取IP。 要快速找到網關,請查看路由器上的 DHCP 表,或通過 nmap -p 22 192.168.2 使用 nmap(如果是你的子網)。 你現在可以通過SSH登錄網關,用戶名 root 和密碼 root.

MultiTech Conduit

Conduit 配置為禁用 DHCP,因此您需要先啟用此功能。有兩個選擇:通過乙太網或通過微型USB。

使用乙太網

  • 連接到乙太網。
  • 為你的計算機設置靜態 IP 地址192.168.2.2。
  • 設置192.168.2.1的靜態IP地址作為路由器。
  • 通過SSH登錄到192.168.2.1,用戶名 root 和密碼 root。

使用 USB

  • 連接 USB.
  • 網關顯示為串列設備。
  • 你可以使用 GNU 屏幕或 PuTTY 等程序使用用戶名 root 和密碼 root 登錄網關。

登錄失敗時請注意:如果以 root 用戶登錄失敗,但可以使用用戶名 admin 和密碼 admin 登錄,則正在運行 AEP 固件。要繼續,請將您的網關固件更新為 mLinux。說明在這裡。

現在已連接,你可以設置網關: 按照本文檔中的步驟4啟用 DHCP。 將乙太網上的網關連接到路由器。 * 按照上述 Kerlink IoT 站的步驟查找IP地址並通過 SSH 登錄。

Raspberry Pi 和 IMST iC880A

首先,確保 Raspberry Pi 連接到互聯網,並通過 USB 連接 IMST iC880A。 (如果您有 SPI 版本,請查看 IMST網站)。

登錄到 SSH,然後按照本文檔中的步驟3.1 - 3.5。

執行以下步驟 重啟 Pi 運行 ~/LoRa/lora_gateway/lora_gateway/util_pkt_logger/util_pkt_logger * 你看到 「INFO: concentrator started, packet can now be received」,這表明一切正常。

啟動網路伺服器

現在你已經建立了網關,數據可以到達互聯網。是時候安裝網路服務軟體、發送 LoRa 數據包到網路伺服器了。

原文鏈接: docs.mbed.com/docs/lora


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