创建你自己的私有 LoRa 物联网网络

有大量关于 LoRa 的讨论,低功耗、广域网保证了几公里范围内的通信,因此非常适合网联网通信。电信运营商正在推出 LoRa 网络,但由于 LoRa 在开放的频谱范围内运行,您还可以设置自己的网络。本文讨论了构建私有 LoRa 网络,以及如何使用网络将数据从 ARM mbed 终端节点发送到云端。

> 关于 LoRa 与 LoRaWAN 的注意事项:从技术上讲,在本文中我们正在构建一个 LoRaWAN 网络。 LoRa 是一个在物理层(MAC)之上,使用调制技术(PHY)和 LoRaWAN 的网络协议。

准备工作 典型的 LoRa 网络由四部分组成:硬件设备,网关,网络服务和应用:

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至于硬件,您需要硬件设备和网关,类似于如何设置Wi-Fi网络。网关很简单:它们只是扫描频谱并捕获LoRa数据包。这里没有网关固定 - 设备不与单个网关相关联;因此,设备范围内的所有网关接收信号。然后,网关将其数据转发到网络服务器上处理数据包的。

当多个网关接收到相同的数据包时,网络服务删除重复数据包,解密消息(一切都是端对端加密的),处理LoRa功能,如自适应数据等级等。然后将解密的数据转发到您的应用程序。

需要五个组成部分。

需要的硬件有:

  • 网关。
  • 硬件设备

需要的软件有:

  • 硬件设备固件。
  • 网络服务。
  • APP

本指南显示您可以购买哪些硬件和两个在线服务,可用于编写设备固件并处理您的 LoRa 网络。

获得网关

你可以使用的网关有很多选择,但是我们在这三个方面有很好的经验:

  • Kerlink IoT站。昂贵(约1200欧元),但质量和范围很大。
  • MultiTech ConduitT 约为 Kerlink 价格的三分之一(约450欧元),适合小型设备。 (尽管放置一个更大的天线。)
  • MultiTech 还有一个坚固的户外版本。建立自己的 Raspberry Pi 和 IMST iC880A 集中器。约230欧元,这是最具成本效益的选择。
![](https://docs.mbed.com/docs/lora-with-mbed/en/latest/assets/lora5.jpg)
![](https://docs.mbed.com/docs/lora-with-mbed/en/latest/assets/lora5.jpg)

> 出于开发目的,一个网关就足够了,但是在生产部署中,您至少需要两个网关,因为网络中总会有盲点。

获取硬件设备

你还需要构建设备。如果您使用 ARM mbed,你可以使用:

  • 一个代带有 LoRa 传输服务的开发板
  • MultiTech xDot.
    • xDot 已经通过 FCC / CE 认证和屏蔽,因此如果您要构建定制硬件,它是一个不错的选择。
  • MultiTech mDotUDK2 board.
    • 作为替代,您可以使用MultiTech mDot EVB,它是mDot参考设计。
    • 像xDot一样,mDot已经通过FCC / CE认证和屏蔽。
  • 一个运行 LoRa 的 mbed 的微控制器(在本文中,我们正在使用 Nordic nRF51-DK,尽管大多数微控制器工作):
  • SX1272MB2xAS - 基于 SX1272 传输服务。 SX1276MB1xAS - 基于 SX1276 传输服务。

> 注意:订购硬件时,请务必确保您在该地区有效的设备(例如欧洲的868 MHz,美国的915 MHz)

网络服务器

现在到软件方面。您需要一个支持 LoRa 协议并可以解析设备发送的数据的服务器。你可以自己搭建服务器(注册 NDA,可以参考现成的实现方案),也可采用其他公司搭建好的服务。位于瑞士的创业公司 LORIOT 和来自英国 Stream Technologies 的 IoT-X

LORIOT

LORIOT 可以免费使用多达一个网关和多达十个终端设备。免费计划有一些限制:它不包括双向数据(从云发送消息到设备)或空中激活。您可以将这些服务作为升级购买(每月支付57欧元)。

IoT-X

IoT-X 是 Stream Technologies 的连接管理平台,可处理蜂窝和 LoR a连接的设备。申请表格可在其网站上查阅。

启动网关

您现在需要通过安装扫描光谱的软件并将所有LoRa数据包转发到网络服务器来配置网关。为此,您需要登录网关。以下是前面提到的三个网关的设置说明。 > 注意:本节假设您熟悉SSH

Kerlink IoT站

配置 Kerlink:

  • 通过以太网将网关连接到您的网络
  • 网关通过DHCP获取IP。
  • 要快速找到网关,请查看路由器上的 DHCP 表,或通过 nmap -p 22 192.168.2 使用 nmap(如果是你的子网)。
  • 您现在可以通过SSH登录网关,用户名 root 和密码 root.

### MultiTech Conduit Conduit 配置为禁用 DHCP,因此您需要先启用此功能。有两个选择:通过以太网或通过微型USB。

使用以太网

  • 连接到以太网。
  • 为您的计算机设置静态IP地址192.168.2.2。
  • 设置192.168.2.1的静态IP地址作为路由器。
  • 通过SSH登录到192.168.2.1,用户名 root 和密码 root。

使用 USB

  • 连接 USB.
  • 网关显示为串行设备。
  • 您可以使用 GNU 屏幕或 PuTTY 等程序使用用户名 root 和密码 root 登录网关。

> 登录失败时请注意:如果以 root 用户登录失败,但可以使用用户名 admin 和密码 admin 登录,则正在运行 AEP 固件。要继续,请将您的网关固件更新为 mLinux。说明在这里

现在您已连接,您可以设置网关:

  • 按照本文档中的步骤4启用 DHCP。
  • 将以太网上的网关连接到路由器。
  • 按照上述 Kerlink IoT 站的步骤查找IP地址并通过 SSH 登录。

Raspberry Pi 和 IMST iC880A

首先,确保 Raspberry Pi 连接到互联网,并通过 USB 连接 IMST iC880A。 (如果您有 SPI 版本,请查看 IMST网站)。

登录到SSH,然后按照本文档中的步骤3.1 - 3.5。

执行以下步骤

  • 重启 Pi
  • 运行 ~/LoRa/lora_gateway/lora_gateway/util_pkt_logger/util_pkt_logger
  • 你看到 “INFO: concentrator started, packet can now be received”,这表明一切正常。

启动网络服务器

现在你已经建立了网关,他们可以到达互联网,现在是安装网络服务软件的时候了,它们发送 LoRa 数据包到网络服务器。

原文链接:https://docs.mbed.com/docs/lora-with-mbed/en/latest/intro-to-lora/

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