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连接到 TTN

在本章节中，我们将介绍如何基本使用 TTN 平台，以及如何通过 TTN 平台传输传感器数据。

可升级为工业传感器​

通过 SenseCAP S2110 控制器 和 S2100 数据记录仪，您可以轻松将 Grove 转变为 LoRaWAN® 传感器。Seeed 不仅帮助您完成原型设计，还为您提供通过 SenseCAP 系列坚固的工业传感器扩展项目的可能性。

IP66 外壳、蓝牙配置、与全球 LoRaWAN® 网络的兼容性、内置 19 Ah 电池以及强大的 APP 支持，使得 SenseCAP S210x 成为工业应用的最佳选择。该系列包括土壤湿度、空气温湿度、光强度、CO2、EC 传感器以及一款 8 合 1 气象站。尝试最新的 SenseCAP S210x，为您的下一个工业项目取得成功。

SenseCAP 工业传感器
S2100
数据记录仪		S2101
空气温湿度		S2102
光强度		S2103
空气温湿度 & CO2
S2104
土壤湿度 & 温度		S2105
土壤湿度 & 温度 & EC		S2110
LoRaWAN® 控制器		S2120
8 合 1 气象站

如果您对 TTN 完全没有经验，我们建议您先阅读有关 TTN 控制台的内容。

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TTN 介绍

在本章节中，我们将介绍我们用来初步了解 TTN 控制台的控制方法。

开始了解 >
note

在开始本节之前，请确保您的部署环境周围有 TTN LoRaWAN® 覆盖，否则您将无法通过 LoRa® 将设备添加到 TTN。更多详情，请阅读 TTN LoRaWAN®。

将 Grove - Wio-E5 设备添加到 TTN 控制台​

为了通过 TTN 转发传感器数据，第一步我们需要将 Grove - Wio-E5 添加到 TTN 应用程序中，以建立本地设备与 TTN 平台之间的连接。

步骤 1. 获取 Grove - Wio-E5 的 DevEUI 和 AppEUI。

请在 预先批准的内容 中下载 Arduino 和 Wio Terminal 的必要环境。

点击 这里 下载获取 Grove - Wio-E5 的 DevEUI 和 AppEUI 的代码，并将其上传到 Wio Terminal。

#include <Arduino.h>
#include "disk91_LoRaE5.h"

Disk91_LoRaE5 lorae5(&Serial); // AT 命令和调试信息的输出位置

void setup() {
  Serial.begin(9600);
  uint32_t start = millis();
  while ( !Serial && (millis() - start) < 3000 );  // 打开串口监视器以开始，或等待 3 秒

  // 初始化库，搜索可用的 Wio-E5 端口
  if ( ! lorae5.begin(DSKLORAE5_SEARCH_WIO) ) {
    Serial.println("Wio-E5 初始化失败");
    while(1); 
  }
}

void loop() {
  //Grove - Wio-E5 支持查询 DevEUI 和 AppEUI，但不支持查询 AppKey。
  lorae5.sendATCommand("AT+ID=DevEui","","+ID: ERROR","",1000,false,NULL);
  lorae5.sendATCommand("AT+ID=AppEUI","","+ID: ERROR","",1000,false,NULL);
  delay(30000);
}

打开 Arduino IDE 的串口监视器，将波特率设置为 9600 并观察设置。

请记录 DevEUI 和 AppEUI 后的 16 位数字，这将在 TTN 添加设备时使用。

步骤 2. 添加一个应用程序

点击右上角的 Add application 按钮。

填写带有星号的内容，并根据您的偏好填写其他内容。

然后点击 Create Application。

步骤 3. 添加设备

进入左侧菜单中的 End devices，然后点击 + Add end device 以进入终端设备注册页面。

要在设备库中使用 Grove - Wio-E5，请确保选择了 From the LoRaWAN® Device Repository 选项卡。

然后，请点击以下选项进行选择。

  • Brand -- SenseCAP
  • Model -- LoRa-E5 STM32WLE5JC Module
  • Hardware Ver. -- 1.0
  • Firmware Ver. -- 1.0
  • Profile (Region) -- 选择适合您所在地区的频率计划。
note

选择适合您所在地区的频率计划。您的设备和网关必须使用相同的频率计划才能通信。不同的地区使用不同的频率计划，例如欧洲使用 863-870 MHz，北美使用 902-928 MHz 等。

这里，我将选择我使用的 TTN 网关频段 EU868。

然后，请将刚刚获得的 DevEUI 和 AppEUI 填入 TTN 的相应字段。

至于 AppKey，点击 Generate 按钮，然后使用以下代码将其上传到 Wio Terminal 以启用 Grove - Wio-E5。

请注意，将 TTN 生成的 32 位 AppKey 替换为代码中的内容。

lorae5.sendATCommand("AT+KEY=APPKEY,\"2B7E151628XXXXXXXXXX158809CF4F3C\"","","+KEY: ERROR","",1000,false,NULL);

以下是完整代码。

#include <Arduino.h>
#include "disk91_LoRaE5.h"

Disk91_LoRaE5 lorae5(&Serial); // AT 命令和调试信息的输出位置

void setup() {
  Serial.begin(9600);
  uint32_t start = millis();
  while ( !Serial && (millis() - start) < 3000 );  // 打开串口监视器以开始，或等待 3 秒

  // 初始化库，搜索可用的 Wio-E5 端口
  if ( ! lorae5.begin(DSKLORAE5_SEARCH_WIO) ) {
    Serial.println("Wio-E5 初始化失败");
    while(1); 
  }
}

void loop() {
  //Grove - Wio-E5 支持查询 DevEUI 和 AppEUI，但不支持查询 AppKey。
  lorae5.sendATCommand("AT+KEY=APPKEY,\"2B7E151628XXXXXXXXXX158809CF4F3C\"","","+KEY: ERROR","",1000,false,NULL);
  delay(30000);
}

至此，Grove - Wio-E5 和 TTN 的三个代码已配置完成。只需点击 Register end device 即可。

为不同传感器编写解码器功能​

在前面的章节中，我们已经指导您如何使用 Wio Terminal 读取套件中各个传感器的值。为了通过 Grove - Wio-E5 将传感器值发送到 TTN，需要使用 AT 指令来完成。发送的数据会被 TTN 接收，并需要解码后才能成为我们可以读取的真实数据。这就是我们编写解码器的原因。

此外，由于发送的数据格式不统一，传感器可能包含整数、小数、正数和负数等数据，因此每个传感器所需的解码器代码是不同的。

传感器类型下载地址
Wio Terminal 内置光传感器下载
Wio Terminal 内置 IMU 传感器下载
土壤湿度传感器下载
VOC 和 eCO2 气体传感器 (SGP30)下载
温湿度传感器 (SHT40)下载
视觉 AI 模块下载

选项 1. Wio Terminal 光传感器数据解码器​

在前一章节 Wio Terminal 光传感器 中，我们使用了一个整数变量 light 来存储光传感器读取的光值，并通过 send_sync() 函数发送该值。因此，我们在 TTN 中编写的解码器的目标是能够解析这个整数数据。

其解码器的配置代码如下。请将以下代码粘贴到 TTN 的代码部分中。点击 Save Function 保存此解码器。

function Decoder(bytes, port) {
 
  var decoded = {};
  if (port == 8) {
    decoded.light = bytes[0]<<8 | bytes[1];
  }
 
  return decoded;
}

请依次点击设备的 Payload formatters --> Uplink --> Custom Javascript formatter。

然后将上述解码器的代码粘贴到 Formatter code 中。

我们可以在右侧的 Test 窗口中输入 8 位光传感器的数据，以检查解码器是否正确解析。

选项 2. Wio Terminal IMU 传感器数据解码器​

在前一章节 Wio Terminal IMU 传感器 中，我们使用浮点数 x_values、y_values、z_values 来存储 IMU 返回的三轴数据，并将这三组数据乘以 100 转换为整数后一起发送。

特别需要注意的是，这些数据可能为正数或负数，因此我们还需要解析这些数据并将其还原为浮点数。

其解码器的配置代码如下。请将以下代码粘贴到 TTN 的代码部分中。点击 Save changes 保存此解码器。

function Decoder(bytes, port) {
 
  var decoded = {};
  
  function transformers(bytes){
    value = bytes[0] * 256 + bytes[1];
    if (value >= 32768) {
      value = 32768 - value;
    }
    value = value/100.0;
    return value;
  }
    
  if (port == 8) {
    decoded.x = transformers(bytes.slice(0,2));
    decoded.y = transformers(bytes.slice(2,4));
    decoded.z = transformers(bytes.slice(4,6));
  }
  
  return decoded;
}

我们可以在右侧的 Test 窗口中输入 48 位 IMU 传感器的数据，以检查解码器是否正确解析。

选项 3. Grove 土壤湿度传感器数据解码器​

在前一章节 Grove 土壤湿度传感器 中，我们使用了一个整数变量 sensorValue 来存储土壤湿度传感器读取的湿度值，并通过 send_sync() 函数发送该值。因此，我们在 TTN 中编写的解码器的目标是能够解析这个整数数据。

其解码器的配置代码如下。请将以下代码粘贴到 TTN 的代码部分中。点击 Save changes 保存此解码器。

function Decoder(bytes, port) {
 
  var decoded = {};
  if (port == 8) {
    decoded.soil = bytes[0]<<8 | bytes[1];
  }
 
  return decoded;
}

我们可以在右侧的 Test 窗口中输入 8 位土壤湿度传感器的数据，以检查解码器是否正确解析。

选项 4. Grove VOC 和 eCO2 气体传感器 (SGP30) 数据解码器​

在上一节 Grove VOC 和 eCO2 气体传感器 (SGP30) 中，我们使用整数变量 tvoc_ppb 和 co2_eq_ppm 来存储 VOC 和 eCO2 的值。

其解码器的配置代码如下。请将以下代码粘贴到 TTN 的代码部分中。点击 Save changes 保存此解码器。

function Decoder(bytes, port) {
 
  var decoded = {};
  
  function transformers(bytes){
    value = bytes[0] * 256 + bytes[1];
    return value;
  }
  
  if (port == 8) {
    decoded.voc = transformers(bytes.slice(0,2));
    decoded.eco2 = transformers(bytes.slice(2,4));
  }
 
  return decoded;
}

我们可以在右侧的 Test 中输入 16 位 SGP30 的数据，以检查解码器是否正确解析。

选项 5. Grove 温湿度传感器 (SHT40) 数据解码器​

在上一节 Grove 温湿度传感器 (SHT40) 中，我们使用浮点变量 temperature 和 humidity 来存储温度和湿度值，并在将其放大一百倍后以整数形式发送。

其解码器的配置代码如下。请将以下代码粘贴到 TTN 的代码部分中。点击 Save changes 保存此解码器。

function Decoder(bytes, port) {

    var decoded = {};

    function transformers(bytes){
        value = bytes[0] * 256 + bytes[1];
        if (value >= 32768) {
        value = 32768 - value;
        }
        value = value/100.0;
        return value;
    }

    if (port == 8) {
        decoded.temp = transformers(bytes.slice(0, 2));
        decoded.humi = transformers(bytes.slice(2, 4));
    }

    return decoded;
}

我们可以在右侧的 Test 中输入 32 位 SHT40 的数据，以检查解码器是否正确解析。

选项 6. Grove Vision AI 模块数据解码器​

在上一节 Grove Vision AI 模块 中，我们使用整数变量 model 和 confi 来存储识别的模型类型及其置信度。

其解码器的配置代码如下。请将以下代码粘贴到 TTN 的代码部分中。点击 Save changes 保存此解码器。

function Decoder(bytes, port) {
 
  var decoded = {};
  
  function transformers(bytes){
    value = bytes[0] * 256 + bytes[1];
    return value;
  }
  
  if (port == 8) {
    decoded.model = transformers(bytes.slice(0,2));
    decoded.confidence = transformers(bytes.slice(2,4));
  }
 
  return decoded;
}

我们可以在右侧的 Test 中输入 16 位 Vision AI 的数据，以检查解码器是否正确解析。

上传代码并发送数据到 TTN​

在不同的传感器页面中，我们提供了详细的代码用于上传数据。您也可以在下方列表中找到您想使用的传感器代码。

note

在使用本节提供的代码之前，请注意代码中的设备 EUI、应用 EUI 和应用密钥需与您在 TTN 中添加的设备信息保持一致。同时，请检查 Grove - Wio-E5 配置的频段是否与您所在地区的网关频段或 TTN 的频段一致。如果不一致，可能会导致网络接入失败。

设置 LoRaWAN® 频段的代码如下，默认设置为 EU868 频段。（EU868 频段通常用于欧洲地区。）
#define Frequency DSKLORAE5_ZONE_EU868
US915 频段（US915 频段通常用于北美地区。）
#define Frequency DSKLORAE5_ZONE_US915
AU915 频段（AU915 频段通常用于澳大利亚地区。）
#define Frequency DSKLORAE5_ZONE_AU915

传感器类型下载地址
Wio Terminal 内置光传感器下载
Wio Terminal 内置 IMU 传感器下载
土壤湿度传感器下载
VOC 和 eCO2 气体传感器 (SGP30)下载
温湿度传感器 (SHT40)下载
视觉 AI 模块下载

上述用于发送传感器数据的代码可以直接从 Arduino IDE 上传到 Wio Terminal 并运行。此时，请打开串口监视器并将波特率调整为 9600，以实时观察数据传输。

更多详情，请返回参考目录中关于单个传感器使用的章节。

实时数据​

在 Application 标签中，我们可以点击 Live data 查看 TTN 接收到的数据信息。

我们可以直接看到解码器解码后的数据信息。

源代码分析​

如果您想将本教程的内容应用到自己的项目开发中，学习理解代码的含义是必不可少的。这里我们将以 SHT40 传感器的代码为例，解释代码实现的逻辑。

在程序的开头，我们需要准备连接到 TTN 所需的三元组信息，并设置 Wio-E5 的频段。

#define Frequency DSKLORAE5_ZONE_EU868
/*
选择您的频段：
DSKLORAE5_ZONE_EU868
DSKLORAE5_ZONE_US915
DSKLORAE5_ZONE_AS923_1
DSKLORAE5_ZONE_AS923_2
DSKLORAE5_ZONE_AS923_3
DSKLORAE5_ZONE_AS923_4
DSKLORAE5_ZONE_KR920
DSKLORAE5_ZONE_IN865
DSKLORAE5_ZONE_AU915
 */
 
char deveui[] = "2CF7FXXXXXX0A49F";
char appeui[] = "80000XXXXXX00009";
char appkey[] = "2B7E151628XXXXXXXXXX158809CF4F3C";

接下来，定义了一个 data_decord() 函数。该函数将传感器值转换为可以被 TTN 解码器解析并符合 LoRaWAN® 协议的数据帧，并将其存储在数组 data[] 中。

通常，为了防止数据溢出，我们需要考虑传感器可能读取的最大值和最小值，并将其分解为不会溢出的十六进制数。

void data_decord(int val_1, int val_2, uint8_t data[4])
{
  int val[] = {val_1, val_2};

  for(int i = 0, j = 0; i < 2; i++, j += 2)
  {
    if(val[i] < 0)
    {
      val[i] = ~val[i] + 1;
      data[j] = val[i] >> 8 | 0x80;
      data[j+1] = val[i] & 0xFF;
    }
    else
    {
      data[j] = val[i] >> 8 & 0xFF;
      data[j+1] = val[i] & 0xFF;
    }
  }
}

对于 SHT40 传感器，它会有两个数据，一个是温度数据，一个是湿度数据，并且可能有正负值，因此需要处理负数，同时还需要处理小数部分。

int_temp = temperature*100;
int_humi = humidity*100;

接下来的步骤是 SHT40 的初始化以及 Wio-E5 的初始设置。这些都将在 setup() 函数中执行。

lorae5.begin(DSKLORAE5_SWSERIAL_WIO_P2)

在初始化代码中，DSKLORAE5_SWSERIAL_WIO_P2 表示 Wio Terminal 右侧的 Grove 接口，而 DSKLORAE5_SWSERIAL_WIO_P1 表示 左侧的 Grove 接口。对于没有外部传感器的其他项目，您也可以使用 DSKLORAE5_SEARCH_WIO，它会自动搜索 Wio-E5 所连接的 Grove 接口。

lorae5.send_sync(              // 发送传感器值
        8,                     // LoRaWan 端口
        data,                  // 数据数组
        sizeof(data),          // 数据大小
        false,                 // 不需要确认
        7,                     // 扩频因子
        14                     // 发射功率（单位：dBm）
       )

send_sync() 函数的重要作用是通过 LoRaWAN® 发送传感器数据。第一个参数表示发送数据的通道号，第二个参数表示发送数据的内容，第三个参数表示发送数据的长度。通常情况下，我们只需要关注前三个参数的内容。

delay(15000);

程序末尾的延迟决定了发送数据的频率。我们不建议以低于 10 秒的频率发送数据，因为如此高的发送频率可能会导致 Wio-E5 工作异常，并可能被 TTN 识别为异常设备并因高频率而被屏蔽。

要了解更多关于 Grove - Wio-E5 的代码和功能，请参考 GitHub 仓库链接。特别感谢 Paul Pinault (disk91) 为 Grove - Wio-E5 编写的库。

敬请期待更多内容！

技术支持与产品讨论​

感谢您选择我们的产品！我们致力于为您提供多种支持，确保您使用我们的产品时拥有顺畅的体验。我们提供多种沟通渠道，以满足不同的偏好和需求。

声明​

  • LoRa® 商标是 Semtech Corporation 或其子公司的商标。
  • LoRaWAN® 是根据 LoRa Alliance® 授权使用的商标。
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