- Topología básica de una red LoRaWAN
- Seleccionar la puerta de enlace LoRAWAN correcta
- Gateway Sentrius RG186 LoRaWAN
- Conexión de LoRaWAN Gateway con The Things Network
- Registro de la puerta de enlace con Things Network Server
- Nodo Arduino Lora usando RN2483
Lora Networks se está volviendo cada vez más popular, con tantos dispositivos de IoT apareciendo alrededor de esto, esta comunicación inalámbrica de largo alcance y baja potencia podría encajar en una gran cantidad de aplicaciones. Ya hemos utilizado el popular módulo transceptor SX1278 LoRa para construir un nodo Arduino Lora y un nodo Raspberry Pi Lora para realizar la comunicación peer to peer. Pero si desea explorar todo el poder de LoRaWAN, deberá configurar su propia puerta de enlace y permitir que sus nodos se comuniquen con ella. De esta manera, puede tener varios dispositivos hablando con su puerta de enlace a largas distancias.
Pero cuando comencé con el proceso, enfrenté bastantes confusiones, especialmente debido al rango de frecuencia no estándar para LoRa aquí en India. Entonces, en este artículo, lo guiaré desde seleccionar la puerta de enlace más asequible hasta registrarla en The Things Network y monitorear su tráfico de datos a través de ella. Entonces empecemos.
Topología básica de una red LoRaWAN
Pero antes de llegar allí, es importante comprender la topología básica de una red LoRaWAN.
En el nivel más bajo, tenemos los dispositivos de IoT reales, como un sensor de temperatura o un medidor de agua o un rastreador GPS. Estos son normalmente dispositivos con un microcontrolador, sensores y un transceptor LoRa y se denominan nodos finales. Luego, además de esto, tenemos nuestros Gateways, en los que puede pensar como una fusión de una torre celular y un enrutador Wi-Fi. Básicamente, obtiene información de nuestros nodos finales que están a una distancia teórica de hasta 10 km y envía la información a Internet. Una puerta de enlace también tendrá un potente microprocesador que ejecuta software de reenvío de paquetes y un módulo concentrador.
Observe cómo un nodo puede comunicarse con más de una puerta de enlace, para administrar estos paquetes de datos duplicados y para controlar el enlace ascendente y el enlace descendente, todas las puertas de enlace están conectadas a algo llamado servidor de red. Puede pensar en el servidor de red como sus proveedores de red celular como T-Mobile o Jio. Para LoRaWAN, uno de los proveedores de redes populares y de código abierto es The Things Network, entre muchos otros. Finalmente, además de todo, tenemos el servidor de aplicaciones que normalmente es un sitio web o aplicación móvil que obtiene información del servidor de red y la presenta con análisis al usuario final.
Seleccionar la puerta de enlace LoRAWAN correcta
Ahora sabemos lo que hace una puerta de enlace en todo el ecosistema LoRaWAN. Las preguntas son cómo seleccionar e implementar uno en su área. Francamente, hay tantas opciones, incluidas algunas soluciones de bricolaje, pero teniendo en cuenta la confiabilidad y la asequibilidad, decidí optar por el Sentrius RG186 LoRaWAN Gateway de Liard Connectivity. Estas son las especificaciones que debe verificar al seleccionar una puerta de enlace para sus aplicaciones
Lo primero y más importante a considerar es la frecuencia operativa, en la India, la frecuencia operativa legal para Lora está entre 865Mhz y 867Mhz. La puerta de enlace que tenemos es la Sentrius RG186 que es la versión de 868Mhz pero puede soportar frecuencias de 863Mhz a 870Mhz que muy bien se ajusta a nuestros requisitos. El siguiente es el número de canales, una puerta de enlace LoRaWAN debe tener un mínimo de dos canales, nuestra puerta de enlace tiene 5 canales, lo que significa que puede comunicarse con 5 nodos finales al mismo tiempo. El siguiente es el costo de la puerta de enlace, ahora la opción más barata aquí es construir su propia puerta de enlace lora usando Raspberry Pi y placa concentradora RAK831, pero esto solo tendrá un canal y, por lo tanto, no se puede llamar como puerta de enlace LoRaWAN. También comparando su precio con el RG186, no hubo mucha diferencia. Luego tenemos que seleccionar entre puerta de enlace interior y exterior. Las puertas de enlace al aire libre tienen un largo alcance pero son bastante caras. El RG186 es una puerta de enlace interior y técnicamente puede cubrir una distancia de línea de visión de 15 km. Estoy ansioso por hacer una prueba de rango en este, pero tengamos eso para otro video. Finalmente, lo último es la facilidad de configuración, aquí si las pasarelas están certificadas por Lora Allianceentonces las cosas se vuelven mucho más fáciles pero esas pasarelas son muy caras. De todos modos, si planea usar su puerta de enlace con Things Network, incluso la puerta de enlace RG186 lo hace bastante simple.
Gateway Sentrius RG186 LoRaWAN
Cuando compra su puerta de enlace RG186, casi obtiene todo lo que necesita, como puede ver en el video de unboxing anterior. Tenemos nuestro propio módem de puerta de enlace, luego un adaptador de 12V 2.5A con un enchufe europeo, por lo que tendría que encontrar un adaptador para usarlo en India. Luego tenemos tres antenas y un cable Ethernet. Esto es todo lo que necesitaremos para configurar nuestra puerta de enlace. Tenga en cuenta que nuestra puerta de enlace también es compatible con Bluetooth Low Energy, pero en el momento de hacer este video, Liard no ha publicado ninguna documentación sobre cómo usarlo, así que eso es algo para el futuro.
De las tres antenas, dos de las cortas son para comunicación Wi-Fi 2.4 / 5.5GHz, así que conéctalas a los respectivos conectores. El largo es para comunicación LoRa de 868Mhz que entra en este último conector. En la parte frontal, puede observar un conector de alimentación, un botón de usuario, un botón de reinicio y una ranura para tarjeta SD. La puerta de enlace se puede conectar a Internet mediante este conector ethernet o mediante Wi-Fi. En la parte posterior, tenemos información importante como MAC ID y EUI. Tome nota del último de nuestros dígitos de su MAC ID de Ethernet, ya que lo necesitaremos más adelante.
Ahora que tenemos nuestro Gateway completamente ensamblado, todo lo que tenemos que hacer es encenderlo con el adaptador que nos proporcionaron y seguir unas instrucciones muy simples para conectarlo con The Things Network. Una vez hecho esto, también usaremos un nodo Lora simple para enviar una carga útil de prueba al servidor de la red TTN para verificar cómo funciona. Déjame mostrarte cómo se hace.
Conexión de LoRaWAN Gateway con The Things Network
Encienda su puerta de enlace Sentrius RG186 con el adaptador de CC y conecte el cable ethernet desde su puerta de enlace a su enrutador. Luego, asegúrese de que su computadora portátil también esté conectada al mismo enrutador e ingrese la siguiente dirección. https: // rg1xx y luego los últimos 6 dígitos de la MAC ID de su puerta de enlace que anotamos anteriormente, digamos que el mío es 29378B y luego complete con.local. Si dice que la conexión no se aseguró, ingrese en avanzado y haga clic en continuar. De forma predeterminada, el nombre de usuario será sentrius y la contraseña será RG1xx. Ya configuré todo, por lo que mi tablero se ve así.
Pero debe ingresar a Wi-Fi, hacer clic en escanear y conectarse a su enrutador wi-fi. Luego haga clic en LoRa y debajo de preset, seleccione cosas de la red heredada y haga clic en aplicar. Además, asegúrese de copiar el número EUI de la puerta de enlace que se muestra en el lado izquierdo porque lo necesitaremos al registrar la red de la puerta de enlace con Cosas.
Luego, debajo de la radio, tenemos que seleccionar los canales de frecuencia en los que debe operar nuestra puerta de enlace. Tenga en cuenta que tenemos dos módulos de radio aquí, estoy usando el módulo Radio 0 aquí para trabajar en la frecuencia india que es de 865 a 867 MHz y el módulo Radio 1 para trabajar en la frecuencia europea de 868Mhz. porque por alguna razón, aunque estoy operando la puerta de enlace en India, también es obligatorio configurar una radio en frecuencia europea. Así que configuré la frecuencia central de Radio 0 en 868.5 Mhz y configuré la frecuencia central de Radio 1 en 868.1 Mhz. Si se desplaza hacia abajo, puede ver que cada módulo de radio tiene hasta 5 canales para los cuales las frecuencias se asignan automáticamente en función de la frecuencia central. Para nuestros módulos Radio 0, se asignan los canales de frecuencia indios 865.1, 865.3, 865.5, 865.7 y 865.9. Después de verificar estos valores, haga clic en Actualizar.
Registro de la puerta de enlace con Things Network Server
El siguiente paso es registrar su puerta de enlace con TTN, para hacerlo, abra thethingsnetwork.org y regístrese si aún no lo ha hecho. Luego, en consolas, haga clic en la puerta de enlace y luego regístrela. Primero, haga clic en "Estoy usando un reenviador de paquetes heredado" y pegue el número EUI que copiamos anteriormente. Luego, proporcione una descripción de su puerta de enlace y seleccione el plan de frecuencias. Estoy seleccionando India y la opción de enrutador más cercana para mí es Asia SE. Luego use el mapa para seleccionar la ubicación de nuestra puerta de enlace para que TTN también pueda mostrarla en su mapa y luego seleccione interior y finalmente registre su puerta de enlace.
Así, su puerta de enlace está registrada y si todo ha funcionado bien, debería notar el estado como conectado. Además, consulte la sección de tráfico aquí, que nos mostrará si nuestra puerta de enlace ha procesado algún paquete de datos de los nodos Lora cercanos. Como no tenemos uno, esta página está vacía.
Además, si ingresa al mapa de la puerta de enlace TTN, verá su puerta de enlace en la lista. Como puedes ver el mío aquí. Una vez hecho esto, nuestro LoRaWAN Gateway estará listo para la acción. Ahora, cualquier dispositivo final LoRa en esta región puede comunicarse con la red de cosas a través de nuestro Gateway para probar esto, construí un nodo Lora simple usando Arduino.
Nodo Arduino Lora usando RN2483
Utiliza el popular transceptor IC RN2483 LoRa de Microchip y se conecta directamente a Arduino para realizar pruebas. Luego programé el Arduino para que se comunique con la red Things en una frecuencia india de 868Mhz para que sea legal operarlo aquí. Si quieres saber cómo construyo esto, házmelo saber en la sección de comentarios y haré un video por separado.
Simplemente cargue el código en Arduino y manténgalo encendido. Ahora tenemos un nodo Lora en las proximidades de nuestro Gateway enviando una carga útil de prueba al servidor TTN. Verifiquemos si nuestra puerta de enlace ha procesado algún paquete ingresando nuevamente a la sección de tráfico.
Y sí, como puede ver, estamos obteniendo detalles sobre los paquetes que se reenvían. Por supuesto, no puede ver los datos reales, pero vemos otra información como la frecuencia con la que se recibieron los paquetes, su tiempo de uso, la dirección del dispositivo y el tamaño de la carga útil.
Una vez que su puerta de enlace se activa enviando algo de carga útil al servidor TTN, también se incluirá en el ttnmapper de esta manera para que cualquier nodo de lora en su localidad pueda hacer uso de su puerta de enlace para enviar sus datos al servidor TTN.
Así que esto resume bastante bien mi artículo sobre la puerta de enlace RG186 LoRaWAN. Espero que te haya sido útil y hayas aprendido algo en el camino. Si tiene alguna pregunta, déjela en la sección de comentarios o utilice nuestros foros para otras consultas técnicas.