การตั้งค่าเกตเวย์ Lorawan ในอินเดียเพื่อสื่อสารกับเครือข่ายสิ่งต่างๆ - รีวิวเกตเวย์ laird rg186

Lora Networks กำลังได้รับความนิยมมากขึ้นด้วยอุปกรณ์ IoT จำนวนมากที่ผุดขึ้นมารอบ ๆ นี้การสื่อสารไร้สายระยะไกลพลังงานต่ำนี้สามารถเข้ากับแอปพลิเคชันมากมายเหลือเฟือ เราได้ใช้โมดูลSX1278 LoRa Transceiverยอดนิยม เพื่อสร้าง Arduino Lora Node และ Raspberry Pi Lora Node เพื่อทำการสื่อสารแบบ Peer to Peer แต่ถ้าคุณต้องการสำรวจประสิทธิภาพทั้งหมดของ LoRaWAN คุณจะต้องตั้งค่าเกตเวย์ของคุณเองและเปิดใช้งานโหนดของคุณเพื่อสื่อสารกับมัน ด้วยวิธีนี้คุณสามารถมีอุปกรณ์หลายเครื่องที่พูดคุยกับเกตเวย์ของคุณในระยะทางไกล

แต่เมื่อฉันเริ่มต้นกระบวนการฉันต้องเผชิญกับความสับสนเล็กน้อยโดยเฉพาะอย่างยิ่งเนื่องจากช่วงความถี่ที่ไม่เป็นมาตรฐานสำหรับ LoRa ที่นี่ในอินเดีย ดังนั้นในบทความนี้ฉันจะแนะนำคุณตั้งแต่การเลือกเกตเวย์ที่เหมาะสมที่สุดไปจนถึงการลงทะเบียนกับ The Things Network และตรวจสอบการรับส่งข้อมูลของคุณ มาเริ่มกันเลย

โครงสร้างพื้นฐานของเครือข่าย LoRaWAN

แต่ก่อนที่เราจะไปถึงจุดนั้นสิ่งสำคัญคือต้องเข้าใจโครงสร้างพื้นฐานของเครือข่าย LoRaWAN

ที่ระดับล่างสุดเรามีอุปกรณ์ IoTจริงเช่นเซ็นเซอร์อุณหภูมิมาตรวัดน้ำหรือตัวติดตาม GPS เหล่านี้โดยปกติอุปกรณ์ที่มีไมโครคอนโทรลเลอร์เซ็นเซอร์และตัวรับส่งสัญญาณ Lora และพวกเขาจะเรียกว่าEnd โหนดยิ่งไปกว่านั้นเรามีเกตเวย์ของเราซึ่งคุณสามารถคิดได้ว่าเหมือนกับการหลอมรวมของ Cell Tower และเราเตอร์ Wi-Fi โดยพื้นฐานแล้วจะได้รับข้อมูลจากโหนดปลายทางของเราซึ่งมีระยะทางไกลถึง 10 กม. ในทางทฤษฎีและส่งข้อมูลไปยังอินเทอร์เน็ต เกตเวย์จะมีไมโครโปรเซสเซอร์ที่มีประสิทธิภาพซึ่งรันซอฟต์แวร์ส่งต่อแพ็คเก็ตและโมดูลคอนเซนเตรเตอร์

หมายเหตุวิธีการหนึ่งโหนดสามารถสื่อสารกับประตูมากกว่าหนึ่งในการจัดการเหล่านี้แพ็กเก็ตข้อมูลที่ซ้ำกันและการควบคุมการถ่ายทอดสัญญาณและ downlink เกตเวย์ทั้งหมดจะถูกเชื่อมต่อกับสิ่งที่เรียกว่าเซิร์ฟเวอร์เครือข่ายคุณสามารถคิดว่าเซิร์ฟเวอร์เครือข่ายเป็นผู้ให้บริการเครือข่ายมือถือของคุณเช่น T-Mobile หรือ Jio สำหรับ LoRaWAN หนึ่งในผู้ให้บริการเครือข่ายโอเพ่นซอร์สยอดนิยมคือThe Things Networkและอื่น ๆ อีกมากมาย ประการสุดท้ายเรามีเซิร์ฟเวอร์แอปพลิเคชัน ซึ่งโดยปกติจะเป็นเว็บไซต์หรือแอปพลิเคชันมือถือที่รับข้อมูลจากเซิร์ฟเวอร์เครือข่ายและนำเสนอการวิเคราะห์แก่ผู้ใช้ปลายทาง

การเลือก LoRAWAN Gateway ที่เหมาะสม

ตอนนี้เรารู้แล้วว่าเกตเวย์ทำอะไรในระบบนิเวศ LoRaWAN ทั้งหมด คำถามคือจะเลือกและปรับใช้ในพื้นที่ของคุณได้อย่างไร? ตรงไปตรงมามีตัวเลือกมากมายรวมถึงโซลูชัน DIY แต่ด้วยความน่าเชื่อถือและความสามารถในการจ่ายเงินฉันจึงตัดสินใจเลือกใช้Sentrius RG186 LoRaWAN Gatewayจาก Liard Connectivity นี่คือข้อกำหนดที่คุณควรตรวจสอบขณะเลือกเกตเวย์สำหรับแอปพลิเคชันของคุณ

สิ่งแรกและสำคัญที่สุดที่จะต้องพิจารณาคือการดำเนินงาน ความถี่ในอินเดีย, ความถี่ในการปฏิบัติการตามกฎหมายสำหรับ Lora อยู่ระหว่าง 865Mhz เพื่อ 867Mhz เกตเวย์ที่เรามีคือ Sentrius RG186 ซึ่งเป็นรุ่น 868Mhz แต่สามารถรองรับความถี่ได้ตั้งแต่ 863Mhz ถึง 870Mhz ซึ่งตรงตามข้อกำหนดของเราเป็นอย่างดี ถัดไปคือจำนวนแชนเนล LoRaWAN Gateway ควรมีอย่างน้อยสองแชนเนลเกตเวย์ของเรามี 5 แชนเนลซึ่งหมายความว่ามันสามารถสื่อสารกับโหนดปลายทาง 5 โหนดในเวลาเดียวกัน ต่อไปคือต้นทุนของเกตเวย์ตอนนี้ตัวเลือกที่ถูกที่สุดคือการสร้างเกตเวย์ lora ของคุณเองโดยใช้ Raspberry Pi และ RAK831 Concentrator board แต่จะมีเพียงช่องเดียวเท่านั้นจึงไม่สามารถเรียกเป็น LoRaWAN Gateway ได้ เมื่อเปรียบเทียบราคากับ RG186 แล้วก็ไม่มีความแตกต่างกันมากนัก จากนั้นเราจะต้องเลือกระหว่างประตูในร่มและกลางแจ้งเกตเวย์กลางแจ้งมีระยะยาว แต่ค่อนข้างแพง RG186 เป็นเกตเวย์ในร่มและในทางเทคนิคสามารถครอบคลุมระยะสายตา 15 กม. ฉันกระตือรือร้นที่จะทำการทดสอบช่วงนี้ แต่ขอให้มีการทดสอบกับวิดีโออื่น ๆ สุดท้ายสิ่งสุดท้ายคือความสะดวกในการกำหนดค่าที่นี่หากเกตเวย์ได้รับการรับรองโดยLora Allianceแล้วสิ่งต่างๆก็ง่ายขึ้นมาก แต่เกตเวย์เหล่านั้นมีราคาแพงมาก อย่างไรก็ตามหากคุณวางแผนที่จะใช้เกตเวย์ของคุณกับ Things Network แม้แต่เกตเวย์ RG186 ก็ทำให้มันค่อนข้างง่าย

Sentrius RG186 LoRaWAN เกตเวย์

เมื่อคุณซื้อเกตเวย์ RG186 คุณแทบจะได้รับทุกสิ่งที่คุณต้องการอย่างที่เห็นในวิดีโอแกะกล่องก่อนหน้านี้ เรามีโมเด็มเกตเวย์ของเราเองจากนั้นก็มีอะแดปเตอร์ 12V 2.5A พร้อมปลั๊กแบบยุโรปดังนั้นคุณจะต้องหาอะแดปเตอร์เพื่อใช้ในอินเดีย จากนั้นเรามีเสาอากาศสามตัวและสายอีเธอร์เน็ต นี่คือทุกสิ่งที่เราจำเป็นต้องใช้ในการตั้งค่าเกตเวย์ของเรา โปรดทราบว่าเกตเวย์ของเรารองรับ Bluetooth Low Energy ด้วย แต่ในขณะที่สร้างวิดีโอนี้ไม่มีเอกสารเผยแพร่โดย Liard เกี่ยวกับวิธีการใช้งานดังนั้นจึงเป็นสิ่งที่จะเกิดขึ้นในอนาคต

จากสามเสาอากาศเสาอากาศสั้นสองอันใช้สำหรับการสื่อสาร Wi-Fi 2.4 / 5.5GHz ดังนั้นให้เชื่อมต่อกับตัวเชื่อมต่อที่เกี่ยวข้อง อันยาวสำหรับการสื่อสาร LoRa 868Mhz ซึ่งจะเข้าสู่ตัวเชื่อมต่อสุดท้ายนี้ ที่ด้านหน้าคุณจะสังเกตเห็นขั้วต่อสายไฟปุ่มผู้ใช้ปุ่มรีเซ็ตและช่องเสียบการ์ด SD เกตเวย์สามารถเชื่อมต่อกับอินเทอร์เน็ตโดยใช้ขั้วต่ออีเธอร์เน็ตนี้หรือผ่าน Wi-Fi ด้านหลังเรามีข้อมูลสำคัญบางอย่างเช่น MAC ID และ EUI จดหลักสุดท้ายของอีเทอร์เน็ต MAC ID ของคุณเนื่องจากเราจะต้องใช้ในภายหลัง

ตอนนี้เราได้ประกอบเกตเวย์เรียบร้อยแล้วสิ่งที่เราต้องทำก็คือเพิ่มพลังให้กับอะแดปเตอร์ที่ให้มาและทำตามคำแนะนำง่ายๆเพื่อเชื่อมต่อกับ The Things Network เมื่อเสร็จแล้วเราจะใช้โหนด Lora แบบธรรมดาเพื่อส่งข้อมูลการทดสอบไปยังเซิร์ฟเวอร์เครือข่าย TTN เพื่อตรวจสอบวิธีการทำงาน ให้ฉันแสดงวิธีทำ

การเชื่อมต่อ LoRaWAN Gateway กับ The Things Network

จ่ายไฟเกตเวย์ Sentrius RG186 ของคุณด้วยอะแดปเตอร์ DC และเสียบสายอีเธอร์เน็ตจากเกตเวย์ไปยังเราเตอร์ของคุณ จากนั้นตรวจสอบให้แน่ใจว่าแล็ปท็อปของคุณเชื่อมต่อกับเราเตอร์เดียวกันและป้อนที่อยู่ต่อไปนี้ https: // rg1xx และตัวเลข 6 หลักสุดท้ายของ MAC ID เกตเวย์ของคุณที่เราระบุไว้ก่อนหน้านี้สมมติว่าของฉันคือ 29378B แล้วเติมด้วย. local หากมีข้อความระบุว่าการเชื่อมต่อไม่ปลอดภัยให้เข้าสู่ขั้นสูงแล้วคลิกดำเนินการต่อ โดยค่าเริ่มต้นชื่อผู้ใช้จะsentriusและรหัสผ่านจะRG1xxฉันได้กำหนดค่าทุกอย่างแล้วดังนั้นแดชบอร์ดของฉันจึงมีลักษณะเช่นนี้

แต่คุณต้องเข้าสู่ Wi-Fi คลิกที่สแกนและเชื่อมต่อกับเราเตอร์ Wi-Fi ของคุณ จากนั้นคลิกที่ LoRa และภายใต้ค่าที่ตั้งไว้เลือกสิ่งที่เป็นมรดกของเครือข่ายและคลิกที่ใช้ นอกจากนี้อย่าลืมคัดลอกหมายเลข EUI ของเกตเวย์ที่แสดงทางด้านซ้ายเพราะเราจะต้องใช้ขณะลงทะเบียนเครือข่าย Gateway with Things

จากนั้นภายใต้วิทยุเราต้องเลือกช่องความถี่ที่เกตเวย์ของเราต้องทำงาน โปรดทราบว่าเรามีโมดูลวิทยุสองโมดูลที่นี่ฉันใช้โมดูลวิทยุ 0 ที่นี่เพื่อทำงานในความถี่ของอินเดียซึ่งคือ 865 ถึง 867 MHz และโมดูลวิทยุ 1 เพื่อทำงานในความถี่ยุโรป 868Mhz เพราะด้วยเหตุผลบางประการแม้ว่าฉันจะใช้งานเกตเวย์ในอินเดียก็จำเป็นต้องตั้งวิทยุหนึ่งเครื่องในความถี่ยุโรปด้วยเช่นกัน ดังนั้นฉันจึงตั้งค่าความถี่ศูนย์วิทยุ 0 ที่ 868.5 Mhz และตั้งค่าความถี่กลางของวิทยุ 1 ที่ 868.1 Mhz หากคุณเลื่อนลงคุณจะเห็นโมดูลวิทยุแต่ละโมดูลมีช่องสัญญาณมากถึง 5 ช่องซึ่งความถี่จะถูกจัดสรรโดยอัตโนมัติตามความถี่กลาง สำหรับโมดูล Radio 0 ของเราจะมีการจัดสรรช่องความถี่ของอินเดีย 865.1, 865.3, 865.5, 865.7 และ 865.9 หลังจากตรวจสอบค่าเหล่านี้แล้วให้คลิกที่อัปเดต

การลงทะเบียน Gateway กับ Things Network Server

ขั้นตอนต่อไปคือการลงทะเบียนเกตเวย์ของคุณกับ TTN โดยเปิด thethingsnetwork.org และลงทะเบียนหากคุณยังไม่ได้ทำ จากนั้นภายใต้คอนโซลคลิกที่เกตเวย์จากนั้นลงทะเบียนเกตเวย์ ขั้นแรกให้คลิกที่“ ฉันใช้ตัวส่งต่อแพ็กเก็ตแบบเดิม” และวางหมายเลข EUI ที่เราคัดลอกไว้ก่อนหน้านี้ จากนั้นให้คำอธิบายเกตเวย์ของคุณและเลือกแผนความถี่ ฉันกำลังเลือกอินเดียและตัวเลือกเราเตอร์ที่ใกล้ที่สุดสำหรับฉันคือ Asia SE จากนั้นใช้แผนที่เพื่อเลือกตำแหน่งของเกตเวย์ของเราเพื่อให้ TTN สามารถแสดงบนแผนที่จากนั้นเลือกในร่มและสุดท้ายลงทะเบียนเกตเวย์ของคุณ

เช่นนั้นเกตเวย์ของคุณจะได้รับการลงทะเบียนทั้งหมดและหากทุกอย่างทำงานได้ดีคุณควรสังเกตสถานะว่าเชื่อมต่อแล้ว ตรวจสอบส่วนการรับส่งข้อมูลที่นี่ซึ่งจะแสดงให้เราเห็นว่าเกตเวย์ของเราประมวลผลแพ็กเก็ตข้อมูลใด ๆ จากโหนด Lora ที่อยู่ใกล้เคียงหรือไม่ เนื่องจากเรายังไม่มีหน้านี้จึงว่างเปล่า

นอกจากนี้หากคุณเข้าไปในแผนที่เกตเวย์ TTN คุณจะเห็นเกตเวย์ของคุณแสดงอยู่ เหมือนที่คุณเห็นของฉันที่นี่ เมื่อเสร็จแล้ว LoRaWAN Gateway ของเราก็พร้อมสำหรับการดำเนินการ ตอนนี้อุปกรณ์ LoRa End ใด ๆ ในภูมิภาคนี้สามารถสื่อสารกับเครือข่ายสิ่งต่างๆผ่านเกตเวย์ของเราเพื่อทดสอบสิ่งนี้ฉันได้สร้างโหนด Lora อย่างง่ายโดยใช้ Arduino

Arduino Lora Node โดยใช้ RN2483

ใช้RN2483 LoRa Transceiver ICยอดนิยมจาก Microchip และเสียบเข้ากับ Arduino โดยตรงเพื่อการทดสอบ จากนั้นฉันได้ตั้งโปรแกรม Arduino ให้สื่อสารกับเครือข่าย Things ในความถี่อินเดีย 868Mhz เพื่อให้ใช้งานได้ตามกฎหมายที่นี่ หากคุณต้องการทราบว่าฉันสร้างสิ่งนี้อย่างไรโปรดแจ้งให้เราทราบในส่วนความคิดเห็นและฉันจะทำวิดีโอแยกต่างหาก

เพียงแค่อัปโหลดรหัสไปยัง Arduino และเปิดเครื่องไว้ ตอนนี้เรามีโหนด Lora ที่อยู่ใกล้กับเกตเวย์ของเราที่ส่งข้อมูลการทดสอบไปยังเซิร์ฟเวอร์ TTN ลองตรวจสอบว่าเกตเวย์ของเราได้ประมวลผลแพ็กเก็ตหรือไม่โดยเข้าไปที่ส่วนการจราจรอีกครั้ง

และใช่อย่างที่คุณเห็นเรากำลังได้รับรายละเอียดเกี่ยวกับแพ็กเก็ตที่กำลังถูกส่งต่อ แน่นอนว่าคุณไม่สามารถเห็นข้อมูลจริง แต่เราเห็นข้อมูลอื่น ๆ เช่นความถี่ที่ได้รับแพ็กเก็ตเวลาออกอากาศที่อยู่อุปกรณ์และขนาดของข้อมูล

เมื่อเกตเวย์ของคุณเปิดใช้งานโดยการส่งข้อมูลบางส่วนไปยังเซิร์ฟเวอร์ TTN แล้วก็จะแสดงรายการบน ttnmapper เช่นนี้ดังนั้นโหนด lora ในพื้นที่ของคุณสามารถใช้เกตเวย์ของคุณเพื่อส่งข้อมูลไปยังเซิร์ฟเวอร์ TTN ได้

ดังนั้นนี่จึงสรุปบทความของฉันเกี่ยวกับเกตเวย์ RG186 LoRaWAN ได้ค่อนข้างมาก ฉันหวังว่ามันจะเป็นประโยชน์และคุณได้เรียนรู้บางอย่างระหว่างทาง หากคุณมีคำถามใด ๆ โปรดทิ้งไว้ในส่วนความคิดเห็นหรือใช้ฟอรัมของเราสำหรับคำถามทางเทคนิคอื่น ๆ