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Kit de Gateway LoRa/LoRaWAN

LoRa é uma solução sem fio de longo alcance perfeita para criar redes de baixa potência e longa distância. Até agora lançamos várias placas “LoRa”, como Seeeduino LoRaWan e Grove LoRa Radio, etc. Também há um SenseCAP M2 Multi-Platform LoRaWAN Indooor Gateway pronto para uso disponível para os usuários. Entretanto, se você quiser construir sua própria rede LoRa, há 3 coisas que você deve preparar para começar: um Gateway, pelo menos um Nó e um servidor local onde você possa monitorar todos os seus dispositivos.

Este kit fornece todos os elementos básicos de que você precisa: um Raspberry Pi 3, um Seeeduino LoRaWAN com GPS e um gateway & servidor local que permite coletar e transferir dados entre todos os seus nós LoRa. Conectando o gateway com o Seeeduino LoRaWAN e módulos Grove, você pode construir seu protótipo de IoT em poucos minutos.

Sobre o módulo gateway RHF0M301, ele é um módulo gateway LoRaWan de 10 canais (8 x Multi-SF + 1 x Standard LoRa + 1 x FSK) com uma porta DIP de 24 pinos na placa; os usuários podem facilmente conectar o RHF0M301 com a ponte PRI 2 RHF4T002, adaptador para Raspberry Pi 3 e RHF0M301. Também incluímos uma antena de 868MHz, um cartão SD de 8GB e cabos USB, cabos Ethernet e outros acessórios.

cuidado

Sempre conecte uma bateria Lipo de 3,7V caso o fornecimento de energia pela USB não seja suficiente. Usamos o kit de 868MHz neste wiki, mas este wiki funciona tanto para o kit de 868MHz quanto para o kit de 915MHz.

Kit de 868MHz para Raspberry Pi 3
Kit de 915MHz para Raspberry Pi 3

Recursos​

  • Baixo consumo de energia & longa distância
  • Confiabilidade em padrão industrial
  • Solução econômica para construir rede LoRa /LoRaWAN
  • Ricos acessórios de sensor e atuador
  • Monitoramento em tempo real

Visão geral de hardware​

Lista de peças​

Número da peçaNome da peçaQuantidade
❶Raspberry Pi 31 PEÇA
❷Módulo de gateway RHF0M301–8681 PEÇA
❸Ponte PRI 2 RHF4T0021 PEÇA
❹Seeeduino LoRaWAN com GPS (RHF76-052AM)1 PEÇA
❺Adaptador USB para UART1 PEÇA
❻atualizar para Cartão Micro SD de 16GB – Classe 101 PEÇA
❼Antena Rubber Duck 0dBi1 PEÇA
❽Adaptador padrão americano 5V/2.1A com conector Micro USB1 PEÇA
❾Cabo Micro USB 20cm1 PEÇA
❿Cabo Micro USB 100cm1 PEÇA
⓫Cabo Ethernet RJ45 200cm1 PEÇA
⓬Cabo JST2.0 10cm1 PEÇA

Ideias de aplicação​

  • Internet das Coisas
  • Casa inteligente
  • Segurança
  • Rede elétrica inteligente
  • Fazenda inteligente
  • Parque inteligente

Primeiros passos​

Hardware​

Visão geral das interfaces​

Como há muitas interfaces aqui, é necessário conhecer as capacidades delas. Consulte a figura a seguir para obter detalhes.

  • ❶ Entrada Micro-USB: Todo o sistema usa esta interface Micro-USB para alimentação.

  • ❷ Conector USB HOST: Fornece energia de saída para alimentar o Raspberry Pi

  • ❸ Entrada de energia do Raspberry Pi: Entrada de energia para o Raspberry.

  • ❹ HDMI: Interface de saída de vídeo digital em alta definição.

  • ❺ Conector de fone de ouvido: Conector de fone de ouvido de 3,5mm

  • ❻ Interface Ethernet: Você pode usar a interface Ethernet para conectar este sistema à Internet. Ou você pode usar Wifi depois de configurar a rede sem fio.

Conexão de hardware​

  • Etapa 1. Conecte o módulo de gateway RHF0M301–868 à ponte PRI 2 RHF4T002.
  • Etapa 2. Conecte a ponte PRI 2 RHF4T002 ao Raspberry Pi 3.
  • Etapa 3. Conecte ❷ e ❸ através do cabo Micro-USB de 20cm.
  • Etapa 4. Conecte o Adaptador USB para UART ao GPIO do Raspberry Pi 3. Conecte-os conforme mostrado na imagem abaixo.

  • Etapa 5. Conecte o Adaptador USB para UART ao seu PC.
  • Etapa 6. Conecte ❶ ao Adaptador Padrão de 5V/2.1A através do cabo Micro-USB de 100cm.

Quando você concluir todas as etapas, todo o sistema deverá estar como na imagem abaixo.

Software​

Ferramenta de software​

No guia a seguir, as ferramentas abaixo serão necessárias; instale-as em seu computador.

  • Arduino, ferramenta serial portátil, usada para abrir a porta serial do Seeeduino LoRaWAN com GPS (RHF76-052AM) e enviar comandos AT para ele.
  • PuTTY, ferramenta de terminal que inclui terminal serial e SSH, usada para controlar o Raspberry Pi.
  • Navegador de Internet, usado para acessar o servidor LoRaWAN integrado RHF2S001 (recomenda-se usar Chrome ou Firefox).
nota

Você pode ter outras ferramentas seriais favoritas, claro que pode usá‑las. Porém, se não tiver certeza sobre suas ferramentas, use as que recomendamos.

Conectar ao Servidor Local​

Passo 1. Ligar e conectar ao PuTTY​

a) Primeiro, certifique‑se de que a ferramenta serial e o RPi (Adaptador RHF4T002) estejam conectados corretamente.

b) Conecte a ferramenta FT232 ao PC (Se a porta COM não for reconhecida corretamente, consulte Virtual COM Port Drivers)

c) Abra o Gerenciador de Dispositivos do seu PC para obter a porta COM correta. Como COM15, por exemplo. Configure o ExtraPuTTY de acordo com a imagem abaixo (Velocidade 115200, o restante use os padrões), clique em Open. Como o gateway ainda não foi iniciado, não haverá nada no terminal.

d) Ligue o gateway. O log de boot será mostrado no terminal PuTTY e, ao final, ele pedirá para você inserir seu nome de usuário. Observe que leva 1 ou 2 minutos até aparecer o prompt.

e) Use o nome de usuário e senha padrão do RHF2S001 para fazer login. ( Nome de usuário: rxhf, Senha: risinghf ). Observe que, ao digitar a senha, nada será exibido na tela

f) Conecte o RHF2S001 ao roteador através de um cabo ethernet

g) Execute ifconfig para verificar o endereço IP e o endereço MAC.

O IP está no quadrado azul, o endereço MAC está no quadrado laranja (Formato: b8:27:eb:xx:xx:xx)​
nota

Depois de obter o IP, é recomendável fazer login novamente no RHF2S001 via SSH. Porque o SSH é mais rápido (Ethernet em vez de UART) e estável. Normalmente usamos a ferramenta serial apenas para obter o IP. Reabra o PuTTY e use o módulo SSH para conectar novamente.

Para fazer login via SSH, você precisa preencher o Hostname com o endereço IP que acabou de obter. E usar a porta 22, escolhendo o tipo de conexão SSH. Deixe as outras opções como padrão. Em seguida, simplesmente clique em Open.

Passo 2. Expandir o Sistema de Arquivos do Cartão SD​

Por padrão, a imagem habilita apenas 2GB para o sistema Raspbian; recomenda‑se expandir para usar todo o cartão SD (8GB ou 16GB). Caso contrário, o cartão SD ficará cheio em breve. Execute o comando abaixo no terminal PuTTY para iniciar o raspi-config,

sudo raspi-config

Escolha “Expand Filesystem”; quando terminar, reinicie para que tenha efeito. Execute o comando abaixo no terminal PuTTY para saber a capacidade e o uso do cartão SD.

df -h

Consulte as instruções da ferramenta raspi-config do Raspberry Pi para mais detalhes. Clique aqui para ver mais.

Passo 3. Usar o servidor LoRaWAN integrado do RHF2S001​

a) Conectar o Gateway ao servidor interno

Execute os comandos abaixo no terminal PuTTY e verifique o status:

sudo systemctl status pktfwd

Se o serviço pktfwd não estiver ativo, execute o comando abaixo para iniciá‑lo:

sudo systemctl enable pktfwd
sudo systemctl restart pktfwd

b) Plano de Frequência

Plano de Frequência para EU868

EU868Uplink 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

Plano de Frequência para US915 HYBRID

US915Uplink 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) Configurações do RHF76-052AM

Agora vamos configurar o Seeeduino LoRaWAN com GPS (RHF76-052AM).

  • Primeiro, você precisa conectar o Seeeduino LoRaWAN GPS ao seu PC.

  • Em seguida, abra a IDE Arduino e copie o código abaixo para um novo sketch.

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

 void loop()
 {
     while(Serial1.available())
     {
         SerialUSB.write(Serial1.read());
     }
     while(SerialUSB.available())
     {
         Serial1.write(SerialUSB.read());
     }
 }
  • Depois escolha a porta serial correta do Seeeduino Lora GPS e selecione a placa Tool->Board->Seeeduino_LoRAWAN. Após isso, você pode clicar no botão de upload. Se não conseguir encontrar Seeeduino_LoRAWAN na lista de placas ou não souber como enviar o código, clique aqui para mais informações.

  • Agora abra o monitor serial no canto superior direito (ou você pode pressionar Ctrl+Shift+M ao mesmo tempo). Escolha Newline (Esta opção adicionará "\r\n" ao final de cada comando.), defina a taxa de baud para 9600. Em seguida, digite os comandos abaixo e pressione send.

Para EU868

AT+FDEFAULT=RISINGHF
AT+DR=EU868

Para US915

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

cuidado

Depois de conectar o Seeeduino LoRaWAN com GPS ao seu computador, você pode encontrar duas portas seriais. Uma é para o Raspberry com PuTTY, outra é para o Seeeduino LoRaWAN GPS com SSCOM, escolha a correta.

d) Acessar o Console do Servidor Interno

Digite no navegador o endereço IP (IP do seu gateway); ele irá redirecionar para o site abaixo.

Passo 4. Usar o Seeeduino LoRaWAN GPS(RHF76-052AM) para acessar o servidor LoRaWAN​

Existem dois modos; neste wiki falaremos apenas sobre o Modo ABP (Este modo é gratuito para qualquer pessoa). Para mais informações sobre o Modo OTAA (Este modo é comercial, você precisa pagar por ele), você pode clicar aqui.

a) Encontre o botão "Application" no canto superior direito do site acima, clique nele e você verá uma nova página.

b) Agora você precisa do APPEui, DevAddr, DevEui do Seeeduino LoRaWAN para adicionar uma nova aplicação. Para obter as informações de ID do Seeeduino LoRaWAN, você precisa digitar o comando abaixo no monitor serial da IDE Arduino. Clique em Send e você obterá o ID.

at+id

c) Preencha o espaço em branco com as informações de ID que você acabou de obter. Você pode preencher o nome e o proprietário como quiser (aqui usamos Seeed e meu apelido:), use o APPEui que você acabou de obter. Em seguida, clique no botão Add.

Então você irá para a página de configuração. Nesta página, escolhemos Personalised Motes. Preencha o DevEUI e o DevAddr com as informações de ID do seu Seeeduino LoRaWAN GPS. E defina o NWKSKEY e o APPSKEY como padrão. Você pode se referir à imagem abaixo.

  • DevEui： Seeeduino LoRaWAN GPS obtido através do comando AT+ID
  • DevAddr: Seeeduino LoRaWAN GPS obtido através do comando AT+ID
  • NWKSKEY：Valor padrão 2B7E151628AED2A6ABF7158809CF4F3C
  • APPSKEY：Valor padrão 2B7E151628AED2A6ABF7158809CF4F3C

d) Para testar se você adicionou o dispositivo com sucesso, você pode usar o monitor serial da Arduino IDE e digitar o comando abaixo.

at+mode=lwabp

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

Deve ficar parecido com algo abaixo.

Então volte ao site, clique em Application->Seeed(o nome da Application que você acabou de adicionar)->View application data, você verá os dados que acabou de enviar do Seeeduino_LoRAWAN. Parabéns! Trabalho concluído!

Conectar ao Servidor Loriot​

Etapa 1. Registro do Gateway no Servidor Loriot​

a) Novos usuários precisam registrar uma conta primeiro, clique em registration address . Preencha UserName, Password e endereço de e-mail para se registrar, após o registro um e-mail será enviado para você, siga as instruções no e-mail para ativar.

b) Após a ativação bem-sucedida, clique here para fazer login. O nível padrão é “Community Network”, ele suporta 1 Gateway (RHF2S001) e 10 nós.

c) Entre em Dashboard -> Gateway, clique em Add Gateway para começar a adicionar o Gateway.

d) Selecione Raspberry Pi 3

e) Configure como abaixo:

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

f) Preencha o endereço MAC do seu RHF2S001, deve estar no formato b8:27:eb:xx:xx:xx. E também insira as informações de Localização do Gateway.

g) Clique em “Register Raspberry Pi gateway” para finalizar o registro.

h) Clique no gateway registrado para entrar na página de configuração, altere “Frquency Plan” manualmente, o seu plano aqui é decidido pelo tipo do seu RHF2S001, os planos disponíveis são CN470，CN473，CN434，CN780，EU868, após selecionar atualize a página para obter o canal exato. Neste wiki escolhemos EU868.

i) Execute o comando no terminal do putty：

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) Finalize o registro do gateway. Você verá que o gateway está Connected agora. O próximo passo é registrar o nó.

Etapa 2. Conectar o dispositivo Node ao Servidor Loriot​

a) Obter os canais disponíveis do gateway

Os canais atuais do gateway podem ser obtidos em Dashboard -> Gateway -> Your Gateway , você pode ver os canais disponíveis como na imagem abaixo.

b) Configuração do Seeeduino LoRAWAN GPS(RHF3M076)

Abra o monitor serial da Arduino IDE, digite o comando abaixo.

at+ch

Para confirmar o canal padrão do seu Seeeduino_LoRAWAN GPS, você obterá 3 canais. Se não houver canal disponível, você pode mudar os canais do Seeeduino_LoRAWAN com o comando abaixo.

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

Então você pode usar at+ch novamente para verificar.

c) Adicionar Seeeduino_LoRAWAN GPS como um Nó ABP

Faça login no servidor Loriot, clique em Dash Board->Applications->SimpleApp . Clique em Import ABP ，insira os itens abaixo：

  • DevAddr: Seeeduino_LoRAWAN GPS obtido através do comando "AT+ID" (Observação: Loriot não suporta dois-pontos como conector, é necessário removê-los manualmente)
  • FCntUp：Definir como 1
  • FCntDn：Definir como 1
  • NWKSKEY：Valor padrão 2B7E151628AED2A6ABF7158809CF4F3C
  • APPSKEY：Valor padrão 2B7E151628AED2A6ABF7158809CF4F3C
  • EUI：DEVEUI, Seeeduino_LoRAWAN GPS obtido através do comando "AT+ID"

Clique no botão Import Device para finalizar a importação do dispositivo. Agora escolha Dashboard -> Applications -> SampleApp , você verá o novo Nó ABP que acabou de adicionar.

d) Enviar dados a partir do Seeeduino_LoRAWAN

Volte ao monitor serial da Arduino IDE, envie o comando:

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

Depois vá para Dashboard -> Applications -> SampleApp ->Device , clique no EUI do Node Device ou no DevAddr, você encontrará aqui os dados que acabou de enviar.

.

Resumo​

Este artigo apresentou o LoRa/LoRaWAN Gateway Kit e o processo de criação do seu próprio gateway LoRaWAN. Cobrimos etapas-chave na conexão de hardware e na configuração das ferramentas de software, incluindo a conexão dos componentes necessários e a comunicação com o servidor LoRaWAN. Este método de gateway DIY oferece flexibilidade e personalização, permitindo que os usuários construam uma rede LoRaWAN robusta de acordo com suas necessidades.

No entanto, para alguns usuários, criar seu próprio gateway LoRaWAN pode ser desafiador, e eles preferem dispositivos prontos para uso. Nós entendemos essa demanda e oferecemos a opção do SenseCAP M2 Multi-Platform LoRaWAN Indoor Gateway. Por apenas US$ 99, você pode comprar este gateway para construir sua própria rede LoRaWAN sem esforço. Dando um passo além, também fornecemos o SenseCAP LoRaWAN Starter kit voltado para iniciantes que estão explorando LoRaWAN. Este kit inclui um SenseCAP M2 Multi-Platform LoRaWAN Indoor Gateway, XIAO ESP32-S3, Grove-Wio-E5 e dois sensores Grove. Ele é especificamente projetado para facilitar o processo de aprendizagem e experimentação com LoRaWAN.

FAQs​

P1: Como encontrar o firmware de fábrica?

R1: Quando o firmware estiver corrompido ou acontecerem alguns erros graves, você pode baixar o firmware aqui. Ele é apenas para raspberry 3b, NÃO suporta raspberry 3b +.

P2: Como gerar a imagem mais recente?

R2: Ele funciona bem tanto com raspberry 3b quanto com 3b+. Nós o testamos na imagem raspbian de 2018-11-13.

  • Etapa 1. Baixe a imagem mais recente do raspberry

  • Etapa 2. Baixe libssl1.0.0.deb para o seu Raspberry Pi executando wget https://files.seeedstudio.com/wiki/LoRaWAN_Gateway-868MHz_Kit_with_Raspberry_Pi_3/res/libssl1.0.0.deb, e execute sudo dpkg -i ./libssl1.0.0.deb para instalá-lo no terminal.

  • Etapa 3. Execute sudo raspi-config no terminal, selecione Interfacing Options -- P4 SPI -- YES para habilitar o SPI, para que o Raspberry Pi possa se comunicar com o RHF0M301.

  • Etapa 4. Execute os seguintes comandos no terminal, baixe e inicie o gateway loriot.

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

Recursos​

Projetos​

LoRa IoTea: Um sistema de coleta automática de informações aplicado a plantações de chá. Faz parte da coleta inteligente de informações agrícolas.

Suporte Técnico & Discussão de Produtos​

Obrigado por escolher nossos produtos! Estamos aqui para oferecer diferentes tipos de suporte para garantir que sua experiência com nossos produtos seja a mais tranquila possível. Oferecemos vários canais de comunicação para atender a diferentes preferências e necessidades.

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