使用LoRa Smart Blocks Development Kit来创建LoRaWAN网络

本文将为大家介绍如何用群登科技(Acsip)的LoRa Smart Blocks Development Kit 来创建LoRaWAN网络,开发工具包含LoRa智能型积木组件及正文 Gemtek Indoor Gateway。

群登这套LoRa智能型积木组件采用通过LoRa Alliance、CLAA、Actility等多重认证的S76S/S78S LoRa模块,透过感测板(Sensor Board)、LoRa板(LoRa Board)及电池板(Battery Board)来组合成一积木式套件,一举满足LoRa物联网应用开发的三大重点:主控板、LoRaWAN及电源需求,进一步降低进入物联网领域的门坎,协助Maker们快速熟悉LoRa Smart Blocks,轻松利用这些软硬件智能积木,组合搭配出各式各样的物联网应用,让Maker轻易完成概念性验证(Proof of Concept),加速物联网产品上市时程。

LoRa开发工具包

LoRa开发工具包应用

LoRa Smart Blocks方案的感测板采用使用者最为熟悉,且软、硬件整合功能强大的Arduino开发板,让使用者得以在此开发平台上轻易地与各种Sensor进行整合。LoRa 板则是采用群登号称全球体积最小的S76S LoRa通讯模块,透过UART接口将感测板的Sensor讯号由LoRa模块传送至Gateway及云端平台。积木式套件另提供电池板,可使LoRa开发板自备电源,使得供电方式更为弹性,方便户外测试更为便利。

LoRa Smart Blocks 套件主要积木组件规格如下:

1.LoRa Board :S76S – Semtech 公司的SX1276

2. Sensor Board (compliant Arduino UNO)

  • MCU: ATmega328P ,提供GPIO/I2C/ADC/UART
  • 开发环境: Arduino
  • 传感器:内建SHT30高精度温湿度感测、MC3630 mCube 3轴加速器,二种传感器均为I2C界面,Address分别为0x45、0x6C
  • 程序刻录:AVR ISP(透过ICSP 连接Arduino UNO SPI接口,Arduino as ISP方式刻录)

3. Battery Board:Lithium/ 3.7V /300mAh

4. Gemtek LoRa Indoor Gateway Unit:Gemtek indoor 16 channel LoRaWAN Gateway

LoRa Smart Blocks Development Kit ,主要智能型积木组件接脚图如下:

程序刻录透过Sensor Board ICSP 连接Arduino UNO SPI接口,以Arduino as ISP方式刻录。

Arduino UNO与Sensor Board接脚连接方式如下,详细刻录步骤请参考群登科技所提供的文件及范例。

1. UNO D13 ←→ ICSP SCK (pin 3) UNO D12 ←→ ICSP MISO (pin 1)

2. UNO D11 ←→ ICSP MOSI (pin 4) UNO D10 ←→ ICSP REST (pin 5)

3. UNO 5V ←→ ICSP +5V (pin 2) UNO GND ←→ ICSP GND (pin 6)

LoRa Smart Blocks的S76S LoRa通讯模块同时支持Node to Node 的P2P自建LoRa网及LoRaWAN 1.0.2协议LoRa网络架构。Smart Blocks的LoRa Board S76S LoRa Command 指令集类型分为:SIP commands指令集、MAC commands指令集、RF commands指令集等3种指令类型,并依模块的运作模式分为:LoRaWAN 模式指令、Node to Node 模式指令。

UART 联机预设参数为:115200,N,8,1,可利用Serial port control software 来测试。

SIP commands:LoRa芯片模块内部指令集

MAC commands:LoRa MAC协议指令集

设定频段之各Channel频段预设如下:可用mac set_ch_freq指令更改各Channel频段

RF commands:LoRa RF发射接收指令集

发射接受指令集

LoRaWAN command测试

Join ABP mode

Join OTAA mode

Confirmed Uplink and Downlink

Node to Node command测试

自组LoRaWAN网络实战介绍

可利用LoRa Smart Blocks套件所提供的积木式LoRa Node(结合了Arduino Sensor board内建的SHT30高精度温湿度感测、MC3630 mCube 3轴加速器传感器),以Arduino 范例连接到Kit所提供的Gemtek Indoor LoRa Gateway 进行实作测试,步骤如下:

1.联机进入Gateway后台,设定LoRa Node 以OTAA方式Join LoRaWAN 之AppEUI、DevEUI、DevAddr、AppKey。

2.设定LoRa Node 以ABP方式Join LoRaWAN 之DevAddr、NwksKey、AppsKey。

3.设定Gemtek Indoor LoRa Gateway Network Server 以及MQTT forward LoRa 封包。

4.查看Gemtek Indoor LoRa Gateway WAN的MAC Address。

5.利用MQTTBox Client 接收LoRa Gateway Network Server forward 的LoRa 封包。

6.查看Gemtek Indoor LoRa Gateway LoRa Module 1,2各channal 设定的频段

7.LoRa board (S76S) 端连接至LoRa Gateway LoRaWAN ABP方式:

(1)利用Serial port 联机软件测试 (范例程序)

(2)利用Arduino 测试Sample ( 范例程序 )

8.MQTTbox 接收Gateway转送信息封包:

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