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使用LoRaWAN網關快速建立本地LoRaWAN網絡(Chirpstack v4)

作者:億佰特物聯網應用

LoRa調制是一種低功耗廣域網通信技術,是Semtech公司專有的一種基于擴頻技術的超遠距離無線傳輸技術。LoRaWAN是為LoRa遠距離通信網絡設計的一套通訊協定和系統架構。它是一種媒體通路控制(MAC)層協定。

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LoRaWAN在整個流程的中充當MAC的功能,而LoRa調制充當實體層。

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LoRaWAN網絡主要優勢展現在低成本、廣域連接配接和低功耗,同時具有較多的開源平台可供使用。下文将簡單描述使用億佰特E890-470LG11和E78-470LN22S同開源伺服器平台-Chirpstack快速搭建本地LoRaWAN網絡。

一、Chirpstack伺服器簡介和搭建

Chirpstack是一款多元件的、部署簡單的開源伺服器,同時也是使用最廣泛的LoRaWAN伺服器。本次安裝使用Ubuntu22.04。需要使用到的軟體有git vim請自行安裝。

1、安裝環境

快速搭建驗證平台時直接使用Chirpstack-docker這個項目,可快速部署伺服器。在要搭建的伺服器上安裝docker-compose。

在Ubuntu終端輸入:sudo apt-get install-y docker-compose,輸入docker-compose version時,會顯示docker-compose版本,此時安裝成功。

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2、擷取檔案

擷取chirpstack-docker檔案有兩種辦法:

第一種直接從github下載下傳,然後拷貝到伺服器上進行解壓即可。

第二種使用git指令擷取。

github位址: https://github.com/chirpstack/chirpstack-docker.git

使用git指令擷取項目,輸入指令:

git clonehttps://github.com/chirpstack/chirpstack-docker.git

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3、切換到項目檔案夾中:cd chirpstack-docker。

4、到目前為止,已經可以運作sudo docker-compose up開始部署伺服器。首次運作會花費一點時間下載下傳部署需要的環境。若網絡沒有問題,下載下傳完成後,将會啟動伺服器。

5、再下載下傳ERROR:Get"https://registry-1.docker.io/v2/":EOF錯誤

輸入:[email protected] registry-1.docker.io檢視可用ip

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打開sudo vim/etc/hosts檔案在檔案後面添加:

34.205.13.154 registry-1.docker.io

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輸入指令重新開機docker:sudo systemctl restart docker.service。

再次運作:sudo docker-compose up若依舊不成功,請重複步驟5。

當出現以下提示,伺服器已經成功運作:在浏覽器輸入localhost:8080即可進入伺服器登入界面。

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sudo docker-compose up在目前控制台運作使用ctrl+c停止;

sudo docker-compose up-d在背景運作,使用sudo docker-compose stop停止。

6、修改伺服器配置檔案

切換路徑到chirpstack-docker下,輸入指令vim configuration/chirpstack/chirpstack.toml找到:

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添加需要支援的地區檔案,此處可以将需要你所需要的地區添加進去,也可添加已經支援的全部地區(後續不在修改).将會在配置界面提供選項。

下面根據各個地區不同.進行不同的配置: 以下地區代碼需要系統配置中支援才行檢視已經支援的地區檢視指令ls configuration/chirpstack/

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打開Vim configuration/chirpstack-gateway-bridge/chirpstack-gateway-bridge.toml

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打開vim docker-compose.yml

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7、再次啟動

輸入指令:sudo docker-compose up;

部署完成後如下圖,當啟動檔案有切換的地區資訊則切換成功。

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在浏覽器輸入localhost:8080即可進入伺服器登入界面。

二、網頁配置網關和節點資訊并通訊

首先需要保證所使用的電腦和網關能順利連接配接伺服器,比如本地伺服器時,確定配置電腦、E890網關和伺服器處在同一網段,又如果是公網伺服器,確定配置電腦和E890網關能連接配接外網。

1、網頁配置

打開浏覽器輸入:伺服器IP位址:8080。預設賬号和密碼均為admin,請第一次使用時注意修改密碼。

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2、生成伺服器、網關和節點資訊

(1)生成伺服器資訊

在搭建伺服器時,已經切換到伺服器的地區檔案為CN470-0頻段,是以這個時候伺服器運作在CN470-0頻段。

點選Regions,可以看到目前伺服器支援哪些頻段。

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點選cn470-0,可以看到此頻段的詳情;

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(2)生産網關和節點資訊

點選左側欄中Gateways,然後點選右上角Add gateway建立一個網關種類。

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網關類型為E890,填寫網關ID也可以自動生成ID,同個伺服器不能使用相同的網關ID,E890網關預設使用00 00 00 00 00 00 00 FF FF。紅框為網關的狀态資訊上報周期,E890和網關均使用預設的30秒。點選submit建立網關。

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打開WiFi,連接配接網關的WiFi,名稱為EBT-E890-XXXX。浏覽器輸入192.168.10.1進入配置頁面。密碼為root。網關ID預設0000000000FFFF,并修改IP位址為伺服器的IP位址。

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網關頻段根據伺服器的配置檔案選擇為cn470_0。

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點選儲存并應用,即可看到網關LINK燈亮起,即表示網關已連上伺服器。

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(3)生成節點并通信測試

随後生成節點種類和節點資訊。點選左側框中Device-profile,點選右上角“Add device profiles”建立一個節點種類。

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下圖是E78-470LN22S使用的參數資訊。

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這裡填寫的參數應和節點本身的頻段和LoRaWAN版本一緻,這裡E78-470LN22S的頻段是470_0,LoRaWAN版本選擇1.0.2-B。

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點選紅色框,開啟OTAA模式,并開啟CLASS C,最後點選Submit建立device Profiles。OTAA和ABP模式具體差別請參看LoRaWAN規範中的描述。簡而言之,OTAA比ABP模式更加靈活,易于部署。

點選左側欄中Applications,點選Add application建立一個應用,命名為E78-470。

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退回上一級界面點選e78,點選右上角Add device生成一個節點。下圖中紅框為DevEUI,deviceprofiles選擇剛才建立的E78-470,之後設定節點資訊需要這個參數。

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點選submit建立節點,随後會彈出添加APPKEY的界面;随後點選圖中紅框圖示生成APPKEY;

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最後點選submit建立節點成功。

按照E78手冊中的AT指令設定E78的入網資訊,并申請入網,如下圖。

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此時成功搭建E890、E78和Chirpstack伺服器組成的LoRaWAN網絡。

三、結語

使用chirpstack和E890、E78能快速搭建LoRaWAN網絡,對于一些需要快速成型的項目有很大的優勢,同時利用Chirpstack的拓展功能,能快速與其他伺服器形成配合。