使用BasicStation或PiWAN連接到The Things Network

將樹莓派設(shè)置為LoRaWAN網(wǎng)關(guān)乍一看可能令人望而生畏，但有了合適的工具和指導(dǎo)，它就會(huì)成為一個(gè)有意義的DIY網(wǎng)絡(luò)項(xiàng)目。

在本文中，我們將介紹如何使用手動(dòng)構(gòu)建的BasicStation或基于Docker的PiWAN堆棧將樹莓派連接到The Things Network（TTN）。

但首先，什么是The Things Network（TTN）？

The Things Network是一個(gè)全球性的開放LoRaWAN基礎(chǔ)設(shè)施，允許設(shè)備以極低的功耗進(jìn)行長(zhǎng)距離無(wú)線通信。

公共LoRaWAN網(wǎng)絡(luò)與私有LoRaWAN網(wǎng)絡(luò)

公共LoRaWAN網(wǎng)絡(luò)：如TTN，由社區(qū)驅(qū)動(dòng)，可免費(fèi)使用。

私有網(wǎng)絡(luò)：提供更多控制權(quán)，通常用于企業(yè)或工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)設(shè)置。

但為什么要使用公共網(wǎng)關(guān)？

通過向TTN貢獻(xiàn)一個(gè)公共網(wǎng)關(guān)，你可以：

擴(kuò)展所在地區(qū)的LoRaWAN覆蓋范圍。

幫助支持開放的物聯(lián)網(wǎng)計(jì)劃。

訪問全球各地設(shè)備的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)。

1.在TTN上設(shè)置你的網(wǎng)關(guān)

在深入樹莓派配置之前，讓我們先在TTN上準(zhǔn)備好后端。

步驟1：創(chuàng)建TTN賬戶

訪問 https://console.thethingsnetwork.org 并注冊(cè)。

步驟2：注冊(cè)你的網(wǎng)關(guān)

前往“網(wǎng)關(guān)”→“+添加網(wǎng)關(guān)”，然后：

使用或生成一個(gè)網(wǎng)關(guān)EUI（通常從你的MAC地址派生而來）。

選擇正確的頻率計(jì)劃（例如，EU868、US915等）。

選擇一個(gè)有意義的網(wǎng)關(guān)ID（小寫，無(wú)空格）。

生成一個(gè)網(wǎng)關(guān)API密鑰，用于安全認(rèn)證。

請(qǐng)妥善保管此API密鑰。在BasicStation或PiWAN設(shè)置中需要用到它。

2.輕松設(shè)置你的樹莓派網(wǎng)關(guān)：PiWAN

手動(dòng)設(shè)置LoRaWAN網(wǎng)關(guān)可能既繁瑣又容易出錯(cuò)，因此我開發(fā)了PiWAN來簡(jiǎn)化這一過程。

https://github.com/cosmic-pulse/PiWAN

PiWAN是一個(gè)輕量級(jí)的基于Docker的堆棧，用于使用BasicStation部署樹莓派LoRaWAN網(wǎng)關(guān)。它完全開源，只需一個(gè)文件即可輕松配置。

步驟1：安裝先決條件

首先安裝Docker和Docker-Compose：

curl-fsSL https://get.docker.com | sh

然后將你的用戶添加到docker組：

sudousermod -aG docker${USER}newgrp docker

接著安裝Docker-Compose：

sudo apt-getinstall docker-compose-plugin

步驟2：克隆PiWAN

gitclonehttps://github.com/cosmic-pulse/PiWAN.gitcdPiWAN

步驟3：修改配置

nanogateway.conf

將占位符值替換為你的實(shí)際配置：

-`YOUR_INFLUXDB_USER`: 你的InfluxDB用戶名。（可以是任意值）-`YOUR_INFLUXDB_PASSWORD`: 你的InfluxDB密碼。（可以是任意值）-`YOUR_TTN_APP_ID`:你的TTN應(yīng)用程序ID。（來自TTN儀表板）-`YOUR_TTN_API_KEY`: 你的TTN API密鑰。（來自TTN儀表板）-`YOUR_TTN_REGION`:你的TTN區(qū)域（例如，nam1）。-`YOUR_GATEWAY_EUI`: 你的網(wǎng)關(guān)EUI。（來自TTN儀表板）-`YOUR_GATEWAY_API_KEY`:你的網(wǎng)關(guān)API密鑰。（來自TTN儀表板）

為Grafana設(shè)置適當(dāng)?shù)臋?quán)限（解決PiWAN當(dāng)前已知的一些問題）：

sudochown -R472:472./grafana

步驟4：構(gòu)建并啟動(dòng)

docker-compose up -d

就這樣。PiWAN將處理其余一切，從容器編排到管理更新。

3.手動(dòng)設(shè)置BasicStation

如果你喜歡親自動(dòng)手，你仍然可以手動(dòng)設(shè)置BasicStation。本節(jié)將指導(dǎo)你從頭開始在樹莓派上構(gòu)建和配置它。

步驟1：克隆BasicStation倉(cāng)庫(kù)

gitclonehttps://github.com/lorabasics/basicstation.git --recurse-submodulescdbasicstation

步驟2：修復(fù)樹莓派架構(gòu)問題

nanosetup.gmk

將ARCH.rpi設(shè)置為aarch64-linux-gnu，然后保存并退出。

這解決了在64位樹莓派操作系統(tǒng)上已知的構(gòu)建問題。

步驟3：構(gòu)建BasicStation

makeplatform=rpi variant=std deps s-clean s-all

步驟4：配置網(wǎng)關(guān)

為你的網(wǎng)關(guān)創(chuàng)建一個(gè)目錄，然后復(fù)制站點(diǎn)配置文件：

mkdir../gatewaycpexamples/live-s2.sm.tc/station.conf ../gateway/station.confcd../gatewaynano station.conf

你需要在station.conf文件中為你的網(wǎng)關(guān)設(shè)置EUI（來自前面的步驟）。

接下來，我們需要?jiǎng)?chuàng)建tc文件：

tc.uri → 添加你的網(wǎng)關(guān)URI（例如，wss://nam1.cloud.thethings.network:8887）

nanotc.uri

tc.key → 添加你的網(wǎng)關(guān)API密鑰

exportAPI_KEY="PUT_YOUR_GATEWAY_API_KEY_HERE"echo"Authorization: Bearer$API_KEY"| perl -p -e's/\r\n|\n|\r/\r\n/g'| sudotee-a tc.key

tc.trust → 創(chuàng)建你的CA證書

sudoln-s /etc/ssl/certs/ca-certificates.crt ~/gateway/tc.trust

步驟5：運(yùn)行網(wǎng)關(guān)

../basicstation/build-rpi-std/bin/station

現(xiàn)在，你的網(wǎng)關(guān)應(yīng)該出現(xiàn)在TTN控制臺(tái)中并顯示為在線狀態(tài)。

大功告成！

你現(xiàn)在已成功使用手動(dòng)BasicStation設(shè)置或PiWAN Docker堆棧將樹莓派LoRaWAN網(wǎng)關(guān)連接到The Things Network。此設(shè)置非常適合物聯(lián)網(wǎng)實(shí)驗(yàn)、智能農(nóng)業(yè)或智慧城市解決方案。

成功！你的網(wǎng)關(guān)已連接到TTN

額外福利（還有一件事）：PiWAN內(nèi)置儀表盤

PiWAN網(wǎng)關(guān)健康儀表盤

PiWAN的突出特點(diǎn)之一是其內(nèi)置的Grafana儀表盤。無(wú)需額外設(shè)置。

你可以實(shí)時(shí)查看：

網(wǎng)關(guān)健康狀況：CPU、內(nèi)存、磁盤使用情況

LoRaWAN流量：上行/下行數(shù)據(jù)包、信號(hào)質(zhì)量等

PiWAN運(yùn)行后，可以通過樹莓派的IP地址（默認(rèn)端口3000）訪問Grafana：

http://:3000

然后使用你在gateway.conf文件中設(shè)置的用戶名和密碼登錄。

網(wǎng)關(guān)CPU監(jiān)控

網(wǎng)關(guān)內(nèi)存監(jiān)控

網(wǎng)關(guān)磁盤空間監(jiān)控

儀表盤已預(yù)先配置好，開箱即用。只需打開Grafana即可開始監(jiān)控。

這將你的網(wǎng)關(guān)變成了一個(gè)全棧網(wǎng)絡(luò)可觀測(cè)性中心，非常適合生產(chǎn)環(huán)境或高級(jí)測(cè)試。