LoRa网络由五部分组成:
网关。设备。固件。网络服务。申请。
这五个组件构成了构建LoRa网络所需的硬件和软件。我们将深入探讨下面的每个组件。
选择网关
网关的功能是在频谱中搜索数据信号,并捕获它们,以便向前传输到数据服务器。请记住,没有数据特异性,范围内的任何网关都可以捕获数据包。
如果在几个网关上接收到相同的数据,则网络服务去除重复内容的数据。然后,数据被解码,自适应评级,并传输到应用程序。
说到网关选择,市场上有很多选择。但是对于这个项目,我们将参考下面的三个网关。
Kerlink Wirnet站。这个选项有点贵,虽然它在信号质量和范围方面更有信誉。
多技术管道。它非常适合小型安装。此外,它非常便宜,但为了获得最佳效果,请务必安装高质量的天线。
构建自己的网关。此外,定制设计自己的网关是一个很好的选择。使用树莓派和IMST iC880A集中器,以极低的成本打造您自己的网关。
Raspberry Pi和IMST iC880A网关
根据我们的经验,在开发阶段一个网关就足够了。一旦进入生产阶段,您可能至少需要两个网关来增强信号质量。
构建一个设备
下一步是制造一个装置。ARM Mbed OS是构建设备的绝佳选择。在这个操作系统中,有几个选项可以应用本教程。以下是很好的例子。
多技术mDot和EVK板
SX1276MB1xAS和基于Mbed的微控制器。
现在,您可以开始构建您的设备了。不过有一点。订购硬件时要小心。不同模型的适用性因地理位置而异。对于欧洲和美国,请分别寻找868MHz和915MHz频率名称的型号。
网络服务器
网络服务器的选择至关重要,因为不是每个服务器都能够解释LoRa数据信号。在这里,您可以选择构建自己的服务器,或者利用提供服务器构建服务的供应商。
洛里奥是一个很好的例子,总部设在瑞士。该公司有几个具有成本效益的计划,包括开始、建立和发展计划。启动入门级计划为小型部署和开发阶段提供基本功能。
对于更严肃的解决方案,您将需要其他选项。值得注意的是,LORIOT允许通过web套接字或TCP套接字将数据从服务器传输到云或设备。
如何设置网关
在此阶段,我们将演示如何在不同的上安装软件方法捕获LoRa数据包并将其转发到LORIOT服务器。
Kerlink物联网站
要连接网关原木进入洛里奥门户,点击添加Kerlink物联网站。接下来,添加MAC地址(MAC地址突出显示在Kerlink设备下)。然后,您可以单击“注册”来注册设备。
一旦注册,配置Kerlink网关是很容易的。Kerlink网关配置有“零接触配置”。这意味着注册后,配置将自动下载和安装。但是,这是应供应商的要求完成的。
在“零接触配置”过程之后,网关将启动和重启几次。这是正常的,建立连接可能需要几分钟到几个小时。
多技术管道
MultiTech设计用于禁用DHCP时的配置。因此,首先,我们必须通过以下两个选项之一禁用它。
通过以太网连接
首先,通过以太网连接MultiTech导管。接下来,分别为您的计算机和路由器设置静态IP地址192.168.2.2和192.168.2.1。最后,以root用户身份登录。也就是说,输入您的用户名和密码根。
使用微型USB
这种方法的工作原理是用微型USB电缆将MultiTech导管连接到您的计算机,其外观是一个串行设备。
设置多技术管道网关
在这一步中,我们需要启用DHCP,然后通过以太网将管道连接到您的路由器。然后,像我们在上面的“Kerlink物联网站”一样找到IP地址,登录。
树莓Pi和IMST iC880A
通过这种方法,您可以使用Raspberry和IMST iC880A构建自己的LoRaWAN网关。你所需要的只是跟随这里概述的步骤,让您的网关立即启动并运行。
连接LORIOT软件
设置好网关后,是时候将它们与LORIOT服务器连接起来了,LORIOT服务器充当LoRa数据包的存储库。
登录您的LORIOT帐户,然后转到仪表板。
在仪表板上,向下滚动到网关注册部分,然后单击链接注册新网关。
接下来,您需要按照提示向LORIOT注册网关。然后您被重定向到网关页面,带有平台LORIOT二进制文件和文档设置链接。
你可以从电脑上复制二进制文件。成功安装后,它将在LORIOT网关页面上显示为已连接。
成功的网关注册
创建设备
在这一阶段,我们将建立一个通过LoRa网络收集和发送数据的设备。要构建的设备类型将取决于您想要捕获的数据。
例如,您可能想要创建一个简单的湿度或运动传感器。用PIR传感器制造一个运动传感器只需要几美元。
PIR传感器连接到Nordic semiconductor和LoRa Shield
编写固件的专家提示
当然,LoRa的使用是未经许可的,发送数据的频率是有限制的。这因位置而异,因此您需要跟上您的地理要求,以避免数据传输失败。
还要注意,一些劳拉盾牌可以阻止针。不过,您可以在屏蔽背面焊接新的接头,以增加外设或使用具有更多引脚的nRF51-DK等微控制器。
在LORIOT上注册设备
对LoRaWAN的加密是使用两组会话密钥的端到端类型;网络服务器密钥和设备服务器密钥。我们必须将这些密钥和设备Id集成到设备固件中。此外,密钥对于网络服务器的验证也是必不可少的。
在您的LORIOT帐户仪表板中,单击并遵循以下路径;应用程序>示例应用程序>管理输出>生成新设备。如果您准确地遵循该过程,您将会把该设备添加到列表中。接下来,单击设备这将带您进入设备页面。在此页面上,设置seqno检查到放松。该设备现已注册。
导入应用程序
现在是时候签约雇用Mbed帐户要使用其Arm Mbed在线编译器,这是构建应用程序所需的一切。
注册后,接下来要做的是:
请访问开发板,在董事会的页面。单击以添加到您的Mbed编译器。下一个前往LoRaWAN-Imic-App。单击,然后导入此程序。
这一步把你带到一个在线编译器,在那里你可以命名你的程序
导入程序。
请确保选择正确的主板:北欧nRF51-DK,如默认所示
设置屏蔽频率
现在我们需要把频率和护盾模型以及你的地理位置联系起来。找到这个文件,LMiC/1mic.h在编译器中打开它,找到下面未注释的行。
插入LORIOT钥匙
在这一步中,我们将把LORIOT中的密钥添加到设备固件中。在在线编译器中,打开主页面并编辑以下几行。
调整ADDR洛瓦兰代夫到大端开发地址来自洛里奥
调整NwkSKey和阿特斯基洛里奥的NWKSKEY和APPSKEY。此外,将它们转换成十六进制数。
设置验证
在这里,我们将验证我们是否做得正确。在在线编译器中,单击编译。
如果编译成功,文件将下载到您的计算机上。接下来,通过USB将开发板连接到计算机,并将其设置为大容量存储设备。你现在要做的就是把编译好的文件拖放到主板上,这样就可以引导设备了。这时,信息开始进入LORIOT设备页面。
手动发送选项
虽然自动发送是默认的方法,但是您也可以选择手动发送数据,方法是从主页面。然后,您可以用根据您希望的条件发送消息的代码来替换它。
例如,您可以将其设置为仅在PIR传感器发生运动变化时发送消息,而不是连续发送。
多技术mDot选项导入应用程序
按照以下步骤将程序导入在线编译器:
签约雇用对于ARM Mbed >上的帐户,请导航至多技术多点页面>单击添加到Mbed编译器> MDot个性化激活页面>单击导入此程序
最后一步是进入编译器,在这里你可以给程序命名。
插入LORIOT钥匙
现在让我们从LORIOT服务器向设备固件添加密钥。
在主页面,复制大端开发地址,和NWKSKEY洛里奥的应用程序。
验证设置
在在线编译器中单击编制。如果我们一直在正确的轨道上,一个文件应该下载到我们的电脑。
接下来,使用USB电缆将开发板连接为大容量存储设备。现在,您可以将下载的文件拖放到板上。因此,当数据开始从LORIOT设备页面流入时,设备就会启动。
手动发送选项
与LoRa shield一样,自动发送数据是默认位置。但是,您可以通过替换send_data();用另一行代码编写脚本以增强手动发送。请参考上的一节劳拉盾寻找灵感。
创建Web应用程序
我们现在将构建一个应用程序来使用传感器生成的数据。在这种情况下,我们选择通过web套接字从LORIOT服务器获取数据。在我们的web应用程序中,我们将设置红色和绿色,分别表示检测到运动和没有运动。
接下来转到LORIOT仪表板,并遵循以下流程:应用程序>示例应用程序>输出。
将输出类型设置为Websocket
创建web应用程序
在此页面上,将URL和令牌复制到电流输出设置并将其粘贴到如下所示的代码示例中。
就是这样!我们已经完成了成功创建实用专用LoRa网络来捕捉和传输数据。如果你一直在犹豫要不要建立你的LoRa网络,不要再犹豫了。我希望这篇文章能在你成功建立一个LoRa网络来连接你的东西的旅程中启发你。