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[导读]随着技术的进步和物联网技术的日益普及,Wi-fi和蓝牙作为物联网应用的首选解决方案正在失去其受欢迎程度。据预测,到2025年将有750亿台连接设备,对带宽的需求将呈指数级增长。这就是为什么一些业内专家说LoRa将成为连接设备的最佳替代解决方案。因此,在本文中,我们决定讨论LoRa的所有优点和缺点,并将配置基于RG186的LoRa网关以与the Things Network通信,并制作一个将数据发送到TTN的小示例。废话不多说,我们直接开始吧。

随着技术的进步和物联网技术的日益普及,Wi-fi和蓝牙作为物联网应用的首选解决方案正在失去其受欢迎程度。据预测,到2025年将有750亿台连接设备,对带宽的需求将呈指数级增长。这就是为什么一些业内专家说LoRa将成为连接设备的最佳替代解决方案。因此,在本文中,我们决定讨论LoRa的所有优点和缺点,并将配置基于RG186的LoRa网关以与the Things Network通信,并制作一个将数据发送到TTN的小示例。废话不多说,我们直接开始吧。

LoRaWAN技术是什么?它是如何工作的

LoRa是Long Range的缩写形式。这是一个物理层,或无线调制,用于创建远程通信链路。这可能是因为啁啾扩频技术。LoRa运行在LoRaWAN网络协议之上,远距离传输经过编码的小数据包。

在最底层,我们有我们的终端节点,包括终端设备,如GPS跟踪器,微控制器和传感器。最重要的是,我们有自己的网关。该网关由一个强大的微处理器组成,可以处理LoRa包和WiFi包,可以同时处理互联网连接和LoRa连接。理论上,这些网关的覆盖范围为10公里。网关还具有运行数据包转发器软件的强大微处理器和集中器模块。

既然终端节点可以与网关通信,我们就可以设置网络服务器了。对于LoRaWAN来说,其中一个流行的开源网络提供商是the Things network。最后,最重要的是,我们有应用程序服务器,它通常是一个网站或移动应用程序,从网络服务器获取信息,并将其与分析一起呈现给最终用户。

选择正确的LoRAWAN网关

现在我们知道了LoRaWAN拓扑结构是如何工作的,我们现在可以在我们的区域部署它,我们可以有大量的连接物联网节点,它们可以相互通信,或者向应用服务器发送数据。现在的问题是我们如何才能做到这一点?

如果您在互联网上搜索lora网关,您可以找到大量可供选择的设备。来自树莓派的DIY!对于专业级户外LoRa网关的解决方案,我们决定使用Liard Connectivity的Sentrius RG186 LoRaWAN网关。以下是在为应用程序选择网关时应该检查的规范。

当我们在设置LoRaWAN网关时,最需要考虑的是工作频率。在印度,Lora的合法工作频率在865Mhz到867Mhz之间。我们为这个项目选择的网关可以有863.5到869.5的范围,远远低于我们要求的印度标准频率范围。

接下来是通道数量,一个LoRaWAN网关应该至少有两个通道,我们的网关有5个通道,这意味着它可以同时与5个终端节点通信。接下来是网关的成本,现在最便宜的选择是使用树莓派和RAK831 Concentrator板构建自己的LoRaWAN网关,但这将只有一个通道,因此它不能被称为LoRaWAN网关。而且它的价格和RG186比较也没有太大差别。户外网关是远程的,但它们相当昂贵。RG186是一个室内网关,技术上可以覆盖15公里的视线距离。我很想对这个做一个范围测试,但我们还是把它留到其他时间吧。最后,最后一件事是配置的便利性,如果网关通过了Lora联盟的认证,那么事情会变得容易得多,但这些网关非常昂贵。无论如何,如果您计划将网关与物联网一起使用,那么即使是RG186网关也会使其变得非常简单。

配置LoRaWAN网关与物联网通信

一旦您购买了RG186网关,您将拥有启动和运行所需的一切。在盒子里,你有一个带有欧洲插头的2V 2.5A适配器,所以你必须找到一个适配器才能在印度使用。此外,你将有三个天线,两个较短的用于Wi-Fi,另一个较长用于LoRa天线。你还会得到一根以太网线,将设备连接到本地路由器。

在正面,你有一个电源连接器、一个用户按钮、一个重置按钮和一个SD卡插槽。在背面,我们有一些重要的信息,比如MAC ID和EUI。请记下您的以太网MAC ID的最后一个数字,因为我们稍后将需要它。

现在,使用给定的DC适配器启动Sentrius RG186网关,并插入从网关到路由器的以太网电缆,并确保您连接到与网关相同的网络。现在在浏览器中输入rg1xx,后跟MAC地址的最后六位数字。比如https://rg1xx297952.local/login。如果它说,连接不安全,只需进入高级并单击继续。默认用户名为“sentrius”,密码为“RG1xx”。我已经配置了所有内容,所以我的仪表板看起来是这样的。

如果你是第一次配置它,那么你需要先设置Wi-Fi,为此,点击扫描按钮,你将看到一个可用的开放网络列表。

现在点击你的个人wi-fi网络,你会看到一个屏幕,你需要提供你的wi-fi密码。输入后,点击连接按钮,Wi-Fi就会自动连接到你的路由器。

现在单击LoRTab并选择the Things Network Legacy -EU。此外,请确保复制左侧显示的网关EUI号码,因为我们在向Things网络注册网关时将需要它。

现在在无线电下面,我们需要配置它,使它能够按照印度的频率标准工作。现在如果你仔细看界面它有无线电0和无线电1模块。我在这里使用无线电0模块在865到867 MHz的印度频率工作,无线电1模块在868Mhz的欧洲频率工作。这是强制性的,将两者更改为868MHz频率将不起作用。

您可以看到每个无线电模块最多有5个频道,这些频道的频率是根据中心频率自动分配的。对于我们的无线电0模块,印度频率频道865.1,865.3,865.5,865.7和865.9被分配。检查完这些值后,单击Update。

一旦完成,您就可以开始了,现在我们需要设置和配置TTN,以便我们可以通过TTN发送和接收数据。

向Things Network服务器注册网关

下一步是在TTN上注册你的网关,要做到这一点,打开thethingsnetwork.org并注册,如果你还没有注册。现在您需要打开控制台,在控制台下面单击Gateway并单击add Gateway。

一旦你这样做,你会出现一个屏幕,我们需要在一个唯一的网关ID,和网关EUI。这是我们从入口复制的东西。现在您需要添加Gateway名称,并且需要复制网关服务器地址以供将来参考。

现在选择频率平面(对于本次测试,我们选择欧洲863-870 MHZ(推荐用于RX2的SF9))并单击创建网关按钮。

完成后,重新登录到您的网关。单击LoRa,然后单击转发器,并使用我们从TTN设置过程中复制的地址更新网络服务器地址。

如果您正确地完成了所有操作并打开了TTN控制台,您将在实时数据部分中接收到网关状态,如下所示。

此外,如果您进入TTN网关地图,您将看到您的网关被列出。就像你在这里看到的。一旦完成,我们的LoRaWAN网关就可以开始工作了。现在该地区的任何LoRa终端设备都可以通过我们的网关与物联网进行通信,为了测试这一点,我使用Arduino构建了一个简单的LoRa节点。

用HDP13A和DHT22传感器发送数据到TTN

它使用HPDTeK流行的SX1276收发器IC。为了测试,我们将其连接到Arduino到LoRa模块,我们还连接了DHT22温湿度传感器,以便我们可以将温度和湿度数据上传到TTN。

现在我们刚刚上传了简单的代码,正如您所看到的,我们正在TTN控制台中获取温度和湿度数据。

一旦您的网关通过向TTN服务器发送一些有效负载而激活,它也将在ttnmapper上列出,如下所示。因此,您所在地区的任何lora节点都可以利用您的网关将其数据发送到TTN服务器。

所以这基本上总结了我关于RG186 LoRaWAN网关的文章。

本文编译自iotdesignpro

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