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LoRa/LoRaWAN 网关套件

LoRa 是创建低功耗广域网络的完美长距离无线解决方案。到目前为止，我们已经发布了几款"LoRa"开发板，如 Seeeduino LoRaWan 和 Grove LoRa Radio 等。我们还为用户提供了即用型的 SenseCAP M2 多平台 LoRaWAN 室内网关。但是，如果您想构建自己的 LoRa 网络，您需要准备 3 样东西才能开始：一个网关、至少一个节点和一个本地服务器，您可以在其中监控所有设备。

该套件提供了您需要的所有基本元素：一个 Raspberry Pi 3、一个带 GPS 的 Seeeduino LoRaWAN 以及一个网关和本地服务器，允许您在所有 LoRa 节点之间收集和传输数据。通过将网关与 Seeeduino LoRaWAN 和 Grove 模块连接，您可以在几分钟内构建您的物联网原型。

关于网关模块 RHF0M301，它是一个 10 通道（8 x Multi-SF + 1 x 标准 LoRa + 1 x FSK）LoRaWan 网关模块，板载 24 引脚 DIP 端口，用户可以轻松地将 RHF0M301 与 PRI 2 桥接器 RHF4T002 连接，这是 Raspberry Pi 3 和 RHF0M301 的适配器。我们还包含了一个 868MHz 天线、一个 8GB SD 卡和 USB 线缆、以太网线缆和其他配件。

caution

请始终插入 3.7V 锂电池，以防 USB 电源供应不足。我们在本 wiki 中使用 868MHz 套件，但本 wiki 适用于 868MHz 套件和 915MHz 套件。

适用于 Raspberry Pi 3 的 868MHz 套件
适用于 Raspberry Pi 3 的 915MHz 套件

特性​

  • 低功耗和广域覆盖
  • 工业标准可靠性
  • 构建 LoRa /LoRaWAN 网络的经济解决方案
  • 丰富的传感器和执行器配件
  • 实时监控

硬件概述​

零件清单​

零件编号零件名称数量
❶Raspberry Pi 31 个
❷网关模块 RHF0M301–8681 个
❸PRI 2 Bridge RHF4T0021 个
❹Seeeduino LoRaWAN with GPS (RHF76-052AM)1 个
❺USB 转 UART 适配器1 个
❻升级至 16GB Micro SD 卡 – Class 101 个
❼0dBi 橡胶鸭式天线1 个
❽5V/2.1A 美标适配器带 Micro USB 连接器1 个
❾Micro USB 线缆 20cm1 个
❿Micro USB 线缆 100cm1 个
⓫RJ45 以太网线缆 200cm1 个
⓬JST2.0 线缆 10cm1 个

应用创意​

  • 物联网
  • 智能家居
  • 安全
  • 智能电网
  • 智能农场
  • 智能园区

入门指南​

硬件​

接口概览​

由于这里有许多接口，有必要了解这些接口的功能。详情请参考下图。

  • ❶ Micro-USB 输入： 整个系统使用此 Micro-USB 接口进行供电。

  • ❂ USB HOST 连接器： 输出电源为树莓派供电

  • ❸ 树莓派电源输入： 为树莓派输入电源。

  • ❹ HDMI： 高清数字视频输出接口。

  • ❺ 耳机插孔： 3.5mm 耳机插孔

  • ❻ 以太网接口： 您可以使用以太网接口将此系统连接到互联网。或者您可以在配置无线网络后使用 Wifi。

硬件连接​

  • 步骤 1. 将 网关模块 RHF0M301–868 插入 PRI 2 Bridge RHF4T002。
  • 步骤 2. 将 PRI 2 Bridge RHF4T002 插入 树莓派 3。
  • 步骤 3. 通过 20cm Micro-USB 线缆连接 ❷ 和 ❸。
  • 步骤 4. 将 USB 转 UART 适配器 连接到 树莓派 3 的 GPIO。请按照下图所示连接它们。

  • 步骤 5. 将 USB 转 UART 适配器 插入您的 PC。
  • 步骤 6. 通过 100cm Micro-USB 线缆将 ❶ 与 5V/2.1A 标准适配器连接。

当您完成所有步骤后，整个系统应该如下图所示。

软件​

软件工具​

在以下指南中，需要使用以下工具，请将其安装到您的计算机上。

  • Arduino，便携式串口工具，用于打开 Seeeduino LoRaWAN with GPS (RHF76-052AM) 的串口并向其发送 AT 命令。
  • PuTTY，终端工具包括串口和 SSH 终端，用于控制树莓派。
  • 互联网浏览器，用于访问 RHF2S001 集成 LoRaWAN 服务器（建议使用 Chrome 或 Firefox）。
note

您可能有其他喜欢的串口工具，当然您可以使用它们。但是如果您不确定您的工具，请使用我们推荐的工具。

连接到本地服务器​

步骤 1. 上电并连接到 putty​

a) 首先，确保串口工具和 RPi（RHF4T002 适配器）正确连接。

b) 将 FT232 工具插入 PC（如果 COM 端口未正确识别，请参考 Virtual COM Port Drivers）

c) 打开您 PC 的 设备管理器 以获取正确的 COM 端口。例如 COM15。根据下图配置 ExtraPuTTY（速度 115200，其他使用默认值），点击 Open。由于网关尚未打开，所以终端中没有任何内容。

d) 为网关上电。启动日志将显示在 PuTTY 终端中，最后会提示您输入登录名。请注意，获取提示信息需要 1 或 2 分钟。

e) 请使用 RHF2S001 默认用户名和密码登录。（用户名：rxhf，密码： risinghf）。注意，输入密码时没有任何回显

f) 通过以太网线缆将 RHF2S001 与路由器连接

g) 运行 ifconfig 检查 IP 地址和 MAC 地址。

IP 在蓝色方框中，MAC 地址在橙色方框中（格式：b8:27:eb:xx:xx:xx）​
note

获取 IP 后，建议通过 SSH 再次登录 RHF2S001。因为 SSH 更快（以太网比 UART）且稳定。我们通常使用串口工具获取 IP。重新打开 PuTTY，使用 SSH 模块重新连接。

要通过 SSH 登录，您需要在主机名中填入刚刚获取的 IP 地址。使用端口 22，选择 SSH 连接类型。其他选项保持默认即可。然后简单点击 Open。

步骤 2. 扩展 SD 卡文件系统​

默认情况下，镜像仅为 Raspbian 系统启用 2GB，建议扩展以使用整个 SD 卡（8GB 或 16GB）。否则 SD 卡很快就会满。 在 PuTTY 终端中运行以下命令启动 raspi-config，

sudo raspi-config

选择"Expand Filesystem"，完成后重启使其生效。在 PuTTY 终端中运行以下命令了解 SD 卡容量和使用情况。

df -h

详情请参考树莓派 raspi-config 工具说明。点击这里查看更多。

步骤 3. 使用 RHF2S001 集成 LoRaWAN 服务器​

a) 将网关与内部服务器连接

在 PuTTY 终端中运行以下命令，并检查状态：

sudo systemctl status pktfwd

如果 pktfwd 服务未激活，运行以下命令启动它：

sudo systemctl enable pktfwd
sudo systemctl restart pktfwd

b) 频率计划

EU868 频率计划

EU868上行 DR
CH0867.1DR0 ~ DR5
CH1867.3DR0 ~ DR5
CH2867.5DR0 ~ DR5
CH3867.7DR0 ~ DR5
CH4867.9DR0 ~ DR5
CH5868.1DR0 ~ DR5
CH6868.3DR0 ~ DR5
CH7868.5DR0 ~ DR5

US915 HYBRID 频率计划

US915上行链路 DR
CH0902.3DR0 ~ DR3
CH1902.5DR0 ~ DR3
CH2902.7DR0 ~ DR3
CH3902.9DR0 ~ DR3
CH4903.1DR0 ~ DR3
CH5903.3DR0 ~ DR3
CH6903.5DR0 ~ DR3
CH7903.7DR0 ~ DR3
CH64903.0DR4

c) RHF76-052AM 设置

现在让我们配置 Seeeduino LoRaWAN with GPS (RHF76-052AM)。

  • 首先，您需要将 Seeeduino LoRaWAN GPS 连接到您的 PC。

  • 其次，打开 Arduino IDE，并将下面的代码复制到新的草图中。

 void setup()
 {
     Serial1.begin(9600);
     SerialUSB.begin(115200);
 }

 void loop()
 {
     while(Serial1.available())
     {
         SerialUSB.write(Serial1.read());
     }
     while(SerialUSB.available())
     {
         Serial1.write(SerialUSB.read());
     }
 }
  • 然后选择 Seeeduino Lora GPS 的正确串口，并选择开发板 Tool->Board->Seeeduino_LoRAWAN。之后您可以点击上传按钮。如果您在开发板列表中找不到 Seeeduino_LoRAWAN 或不知道如何更新代码，请点击这里获取更多信息。

  • 现在请打开右上角的串口监视器（或者您可以同时按 Ctrl+Shift+M）。选择 Newline（此选项将在每个命令的末尾添加"\r\n"），设置波特率为 9600。然后输入下面的命令并按 send。

对于 EU868

AT+FDEFAULT=RISINGHF
AT+DR=EU868

对于 US915

 AT+FDEFAULT=RISINGHF
 AT+DR=US915HYBRID
 AT+RXWIN2=923.3,DR8

caution

当您将 Seeeduino LoRaWAN with GPS 插入计算机后，您可能会发现两个串口。一个是用于 raspeberry 与 putty 的，一个是用于 Seeeduino LoRaWAN GPS 与 SSCOM 的，请选择正确的串口。

d) 访问内部服务器控制台

在浏览器中填入 IP 地址（您的网关的 IP），它将跳转到下面的网站。

步骤 4. 使用 Seeeduino LoRaWAN GPS(RHF76-052AM) 访问 LoRaWAN 服务器​

有两种模式，在本 wiki 中我们只讨论 ABP 模式（此模式对任何人都是免费的），有关 OTAA 模式的更多信息（此模式是商业的，您需要付费），您可以点击这里。

a) 在上面网站的右上角找到"Application"按钮，点击它，您将看到一个新页面。

b) 现在您需要 Seeeduino LoRaWAN 的 APPEui、DevAddr、DevEui 来添加新应用程序。 为了获取 Seeeduino LoRaWAN 的 ID 信息，您需要在 Arduino IDE 的串口监视器中输入下面的命令。点击 Send，然后您将获得 ID。

at+id

c) 用您刚刚获得的 ID 信息填写空白处。您可以随意填写名称和所有者（这里我们使用 Seeed 和我的昵称：），使用您刚刚获得的 APPEui。然后点击 Add 按钮。

然后您将跳转到配置页面。在此页面中，我们选择 Personalised Motes。用您的 Seeeduino LoRaWAN GPS 的 ID 信息填写 DevEUI 和 DevAddr。并将 NWKSKEY 和 APPSKEY 设置为默认值。您可以参考下面的图片。

  • DevEui：通过 AT+ID 命令获得的 Seeeduino LoRaWAN GPS
  • DevAddr：通过 AT+ID 命令获得的 Seeeduino LoRaWAN GPS
  • NWKSKEY：默认值 2B7E151628AED2A6ABF7158809CF4F3C
  • APPSKEY：默认值 2B7E151628AED2A6ABF7158809CF4F3C

d) 要测试您是否成功添加了设备，您可以使用 Arduino IDE 的串口监视器输入下面的命令。

at+mode=lwabp

AT+CMSGHEX="0a 0b 0c 0d 0e"

它应该看起来像下面这样。

然后转到网站，点击 Application->Seeed（您刚刚添加的应用程序名称）->View application data，您将看到刚刚从 Seeeduino_LoRAWAN 发送的数据。恭喜！任务完成！

连接到 Loriot 服务器​

步骤1 Loriot 服务器网关注册​

a) 新用户需要先注册账户，点击 注册地址 。填写用户名、密码和邮箱地址进行注册，注册后会向您发送一封邮件，请按照邮件中的说明进行激活。

b) 激活成功后，点击 这里 登录。默认层级是"Community Network"，它支持1个网关（RHF2S001）和10个节点。

c) 进入 Dashboard -> Gateway，点击 Add Gateway 开始添加网关。

d) 选择 Raspberry Pi 3

e) 设置如下：

  • Radio front-end -> RHF2S001 868/915 MHz(SX1257)
  • BUS -> SPI

f) 填入您的 RHF2S001 的 MAC 地址，格式应为 b8:27:eb:xx:xx:xx。同时输入网关位置信息。

g) 点击"Register Raspberry Pi gateway"完成注册。

h) 点击已注册的网关进入配置页面，手动切换"Frquency Plan"，您的计划由 RHF2S001 类型决定，可用计划有 CN470、CN473、CN434、CN780、EU868，选择后请刷新页面以获取确切的频道。在本教程中我们选择 EU868。

i) 在 putty 终端中运行命令：

cd /home/rxhf/loriot/1.0.2
sudo systemctl stop pktfwd
sudo gwrst
wget https://cn1.loriot.io/home/gwsw/loriot-risinghf-rhf2s008-rhf1257-SPI-0-latest.bin -O loriot-gw.bin
chmod +x loriot-gw.bin
./loriot-gw.bin -f -s cn1.loriot.io

j) 完成网关注册。您将看到网关现在已连接。接下来是注册节点。

步骤2. Loriot 服务器连接节点设备​

a) 获取可用的网关频道

当前网关频道可以从 Dashboard -> Gateway -> Your Gateway 获取，您可以看到可用频道如下图所示。

b) Seeeduino LoRAWAN GPS(RHF3M076) 配置

打开 Arduino IDE 的串口监视器，输入以下命令。

at+ch

确认您的 Seeeduino_LoRAWAN GPS 的默认频道，您将得到3个频道。如果没有可用频道，您可以通过以下命令更改 Seeeduino_LoRAWAN 的频道。

at+ch=0,868.1
at+ch=1,868.3
at+ch=2,868.5

然后您可以再次使用 at+ch 进行检查。

c) 将 Seeeduino_LoRAWAN GPS 添加为 ABP 节点

登录 Loriot 服务器，点击 Dash Board->Applications->SimpleApp。点击 Import ABP，输入以下项目：

  • DevAddr：通过"AT+ID"命令从 Seeeduino_LoRAWAN GPS 获取（注意：Loriot 不支持冒号连接符，需要手动删除）
  • FCntUp：设置为1
  • FCntDn：设置为1
  • NWKSKEY：默认值 2B7E151628AED2A6ABF7158809CF4F3C
  • APPSKEY：默认值 2B7E151628AED2A6ABF7158809CF4F3C
  • EUI：DEVEUI，通过"AT+ID"命令从 Seeeduino_LoRAWAN GPS 获取

点击 Import Device 按钮完成设备导入。 现在选择 Dashboard -> Applications -> SampleApp，您将看到刚刚添加的新 ABP 节点。

d) 从 Seeeduino_LoRAWAN 发送数据

回到 Arduino IDE 的串口监视器，发送命令：

AT+CMSGHEX="0a 0b 0c 0d 0e"

然后转到 Dashboard -> Applications -> SampleApp ->Device，点击节点设备 EUI 或 DevAddr，您将在这里找到刚刚发送的数据。

。

总结​

本文介绍了 LoRa/LoRaWAN 网关套件以及创建您自己的 LoRaWAN 网关的过程。我们涵盖了硬件连接和软件工具配置的关键步骤，包括连接必要的组件和与 LoRaWAN 服务器通信。这种 DIY 网关方法提供了灵活性和定制化，允许用户根据需要构建强大的 LoRaWAN 网络。

然而，对于一些用户来说，创建自己的 LoRaWAN 网关可能具有挑战性，他们更喜欢即用型设备。我们理解这种需求，并提供 SenseCAP M2 多平台 LoRaWAN 室内网关 的选择。只需 99 美元，您就可以购买这个网关来轻松构建您自己的 LoRaWAN 网络。更进一步，我们还提供专为探索 LoRaWAN 的初学者量身定制的 SenseCAP LoRaWAN 入门套件。该套件包括一个 SenseCAP M2 多平台 LoRaWAN 室内网关、XIAO ESP32-S3、Grove-Wio-E5 和两个 Grove 传感器。它专门设计用于促进 LoRaWAN 的学习过程和实验。

常见问题​

Q1: 如何找到出厂固件？

A1: 当固件损坏或发生严重错误时，您可以在这里下载固件。它仅适用于 raspberry 3b，不支持 raspberry 3b +。

Q2: 如何构建最新镜像？

A2: 它在 raspberry 3b 和 3b+ 上都能很好地工作。我们在 2018-11-13 raspbian 镜像下进行了测试。

  • 步骤 1. 下载最新的 raspberry 镜像

  • 步骤 2. 通过运行 wget https://files.seeedstudio.com/wiki/LoRaWAN_Gateway-868MHz_Kit_with_Raspberry_Pi_3/res/libssl1.0.0.deb 将 libssl1.0.0.deb 下载到您的 Raspberry Pi，并在终端中运行 sudo dpkg -i ./libssl1.0.0.deb 来安装它。

  • 步骤 3. 在终端中运行 sudo raspi-config，选择 Interfacing Options -- P4 SPI -- YES 来启用 SPI，以便 Raspberry Pi 可以与 RHF0M301 通信。

  • 步骤 4. 在终端中运行以下命令，下载并启动 loriot 网关。

wget https://cn1.loriot.io/home/gwsw/loriot-pi-3-rhf1257-SPI-0-latest.bin -O loriot-gw
chmod +x loriot-gw
./loriot-gw -f

资源​

项目​

LoRa IoTea：应用于茶园的自动信息收集系统。它是智能农业信息收集的一部分。

技术支持与产品讨论​

感谢您选择我们的产品！我们在这里为您提供不同的支持，以确保您使用我们产品的体验尽可能顺畅。我们提供多种沟通渠道，以满足不同的偏好和需求。

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