- الطوبولوجيا الأساسية لشبكة LoRaWAN
- اختيار بوابة LoRAWAN الصحيحة
- بوابة لوراوان Sentrius RG186
- ربط بوابة LoRaWAN بشبكة الأشياء
- تسجيل البوابة مع خادم شبكة الأشياء
- عقدة اردوينو لورا باستخدام RN2483
تزداد شعبية Lora Networks ، مع ظهور العديد من أجهزة إنترنت الأشياء حول هذا الأمر ، يمكن لهذا الاتصال اللاسلكي بعيد المدى منخفض الطاقة أن يتناسب مع عدد كبير من التطبيقات. لقد استخدمنا بالفعل SX1278 LoRa Transceiver Module الشهير لبناء عقدة Arduino Lora و Raspberry Pi Lora Node لإجراء اتصال نظير إلى نظير. ولكن إذا كنت ترغب في استكشاف القوة الكاملة لـ LoRaWAN ، فسيتعين عليك إعداد البوابة الخاصة بك وتمكين العقد الخاصة بك من الاتصال بها. بهذه الطريقة يمكنك جعل أجهزة متعددة تتحدث إلى بوابتك عبر مسافات طويلة.
لكن عندما بدأت بالعملية ، واجهت بعض الالتباسات ، خاصة بسبب نطاق التردد غير القياسي لـ LoRa هنا في الهند. لذلك في هذه المقالة ، سوف أرشدك من اختيار البوابة الأكثر تكلفة لتسجيلها في The Things Network ومراقبة حركة البيانات الخاصة بك عليها. اذا هيا بنا نبدأ.
الطوبولوجيا الأساسية لشبكة LoRaWAN
ولكن قبل أن نصل إلى هناك ، من المهم فهم الهيكل الأساسي لشبكة LoRaWAN.
في أدنى مستوى ، لدينا أجهزة إنترنت الأشياء الفعلية مثل مستشعر درجة الحرارة أو عداد المياه أو جهاز تعقب GPS. عادة ما تكون هذه الأجهزة ذات متحكم دقيق ، وأجهزة استشعار وجهاز إرسال واستقبال LoRa وتسمى بالعقد النهائية. علاوة على ذلك ، لدينا بواباتنا ، والتي يمكنك التفكير فيها مثل اندماج برج الخلية وجهاز توجيه Wi-Fi. في الأساس ، تحصل على معلومات من عقدنا النهائية التي تصل إلى 10 كيلومترات نظريًا وتدفع المعلومات إلى الإنترنت ستحتوي البوابة أيضًا على معالج دقيق قوي يقوم بتشغيل برنامج إعادة توجيه الحزم ووحدة مكثف.
لاحظ كيف يمكن لعقدة واحدة الاتصال بأكثر من بوابة واحدة ، ولإدارة حزم البيانات المكررة هذه وللتحكم في الارتباط الصاعد والوصلة الهابطة ، فإن جميع البوابات متصلة بشيء يسمى خادم الشبكة. يمكنك التفكير في خادم الشبكة على أنه مزودي الشبكة الخلوية مثل T-Mobile أو Jio. بالنسبة إلى LoRaWAN ، أحد مزودي الشبكات المشهور والمفتوح المصدر هو The Things Network وغيرها الكثير. أخيرًا ، علاوة على كل شيء ، لدينا خادم التطبيق الذي يكون عادةً موقعًا إلكترونيًا أو تطبيقًا للهاتف المحمول يحصل على معلومات من خادم الشبكة ويقدمها مع التحليلات إلى المستخدم النهائي.
اختيار بوابة LoRAWAN الصحيحة
الآن نحن نعرف ما تفعله البوابة في نظام LoRaWAN البيئي بأكمله. الأسئلة هي كيفية تحديد ونشر واحد في منطقتك؟ بصراحة ، هناك العديد من الخيارات بما في ذلك بعض حلول DIY ولكن مع وضع الموثوقية والقدرة على تحمل التكاليف في الاعتبار ، قررت أن أذهب مع Sentrius RG186 LoRaWAN Gateway من Liard Connectivity. فيما يلي المواصفات التي يجب عليك التحقق منها أثناء اختيار بوابة لتطبيقاتك
أول وأهم شيء يجب مراعاته هو تردد التشغيل ، في الهند ، يتراوح تردد التشغيل القانوني لـ Lora بين 865 ميجاهرتز إلى 867 ميجاهرتز. البوابة التي لدينا هي Sentrius RG186 وهو إصدار 868 ميجاهرتز ولكن يمكن أن يدعم التردد من 863 ميجاهرتز إلى 870 ميجاهرتز والتي تندرج جيدًا ضمن متطلباتنا. التالي هو عدد القنوات ، يجب أن تحتوي بوابة LoRaWAN على قناتين على الأقل ، وتحتوي بوابتنا على 5 قنوات ، مما يعني أنه يمكنها التواصل مع 5 نقاط نهاية في نفس الوقت. التالي هو تكلفة البوابة، الآن الخيار الأرخص هنا هو بناء بوابة لورا الخاصة بك باستخدام لوحة Raspberry Pi و RAK831 Concentrator ولكن هذا سيكون له قناة واحدة فقط وبالتالي لا يمكن تسميته بوابة LoRaWAN. بمقارنة سعره مع RG186 أيضًا ، لم يكن هناك فرق كبير. ثم يتعين علينا الاختيار بين البوابة الداخلية والخارجية. تتميز البوابات الخارجية بمدى طويل لكنها باهظة الثمن. RG186 عبارة عن بوابة داخلية ويمكن أن تغطي تقنيًا مسافة 15 كم من خط الرؤية. أنا متحمس لإجراء اختبار النطاق على هذا ولكن دعونا نجري ذلك لبعض مقاطع الفيديو الأخرى. أخيرًا ، آخر شيء هو سهولة التكوين ، هنا إذا كانت البوابات معتمدة من قبل Lora Allianceثم تصبح الأمور أسهل كثيرًا ولكن هذه البوابات باهظة الثمن. على أي حال ، إذا كنت تخطط لاستخدام بوابتك مع شبكة الأشياء ، فحتى بوابة RG186 تجعلها بسيطة جدًا.
بوابة لوراوان Sentrius RG186
عند شراء بوابة RG186 الخاصة بك ، فإنك تحصل على كل ما تحتاجه تقريبًا ، كما ترى في فيديو فتح العلبة مسبقًا. لدينا مودم البوابة نفسه ، ثم محول 12V 2.5A مع قابس أوروبي ، لذلك يجب عليك العثور على محول لاستخدامه في الهند. ثم لدينا ثلاثة هوائيات وكابل إيثرنت. هذا كل ما نحتاجه لإنشاء بوابتنا. لاحظ أن بوابتنا تدعم أيضًا Bluetooth Low Energy ولكن في وقت إنشاء هذا الفيديو ، لا توجد وثائق صادرة عن Liard فيما يتعلق بكيفية استخدامها ، لذلك هذا شيء للمستقبل.
من بين الهوائيات الثلاثة ، اثنان من الهوائيات القصيرة مخصصان لاتصال Wi-Fi بسرعة 2.4 / 5.5 جيجاهرتز ، لذا قم بتوصيلهما بالموصلات المعنية. الطويل هو اتصال 868Mhz LoRa الذي يذهب إلى هذا الموصل الأخير. على الجانب الأمامي ، يمكنك ملاحظة موصل طاقة وزر مستخدم وزر إعادة تعيين وفتحة بطاقة SD. يمكن توصيل البوابة بالإنترنت إما باستخدام موصل إيثرنت أو عبر شبكة Wi-Fi. في الجانب الخلفي ، لدينا بعض المعلومات المهمة مثل معرف MAC و EUI. قم بتدوين آخر الأرقام الخاصة بنا من معرف MAC الخاص بشبكة Ethernet لأننا سنحتاجها لاحقًا.
الآن بعد أن قمنا بتجميع البوابة الخاصة بنا بالكامل ، كل ما يتعين علينا القيام به هو تشغيلها بالمحول الذي قدموه واتباع بعض الإرشادات البسيطة جدًا لتوصيلها بشبكة الأشياء. بمجرد الانتهاء من ذلك ، سنستخدم أيضًا عقدة Lora بسيطة لإرسال بعض حمولة الاختبار إلى خادم شبكة TTN للتحقق من كيفية عملها. دعني أوضح لك كيف يتم ذلك.
ربط بوابة LoRaWAN بشبكة الأشياء
قم بتشغيل بوابة Sentrius RG186 الخاصة بك باستخدام محول التيار المستمر وتوصيل كابل إيثرنت من البوابة إلى جهاز التوجيه الخاص بك. ثم تأكد من توصيل الكمبيوتر المحمول أيضًا بنفس جهاز التوجيه وأدخل العنوان التالي. https: // rg1xx ثم آخر 6 أرقام من معرف MAC الخاص بالبوابة التي أشرنا إليها سابقًا ، دعنا نقول أن لي هو 29378B ثم أكمل مع.local. إذا كان يشير إلى أن الاتصال لم يتم تأمينه ، فما عليك سوى التقدم والنقر فوق متابعة. افتراضيا، سيكون اسم المستخدم sentrius وسوف تكون كلمة المرور RG1xx. لقد قمت بالفعل بتهيئة كل شيء ، لذا تبدو لوحة التحكم الخاصة بي على هذا النحو.
ولكن عليك الدخول إلى شبكة Wi-Fi ، والنقر فوق مسح والاتصال بجهاز توجيه wi-fi. ثم انقر فوق LoRa وتحت الإعداد المسبق ، حدد أشياء تراث الشبكة وانقر فوق تطبيق. تأكد أيضًا من نسخ رقم EUI الخاص بالبوابة المعروض على الجانب الأيسر لأننا سنحتاجه أثناء تسجيل Gateway مع شبكة Things.
ثم تحت الراديو ، يتعين علينا تحديد قنوات التردد التي يجب أن تعمل بوابتنا عليها. لاحظ أن لدينا وحدتي راديو هنا ، وأنا أستخدم وحدة Radio 0 هنا للعمل بالتردد الهندي الذي يتراوح من 865 إلى 867 ميجاهرتز ووحدة Radio 1 للعمل في التردد الأوروبي البالغ 868 ميجاهرتز. لأنه لسبب ما على الرغم من أنني أقوم بتشغيل البوابة في الهند ، فمن الضروري تعيين راديو واحد في التردد الأوروبي أيضًا. لذا فقد قمت بضبط التردد المركزي للراديو 0 على 868.5 ميجا هرتز وقمت بتعيين التردد المركزي للراديو 1 عند 868.1 ميجا هرتز. إذا قمت بالتمرير لأسفل ، يمكنك رؤية كل وحدة راديو بها ما يصل إلى 5 قنوات يتم تخصيص تردداتها تلقائيًا بناءً على التردد المركزي. بالنسبة لوحدات راديو 0 الخاصة بنا ، يتم تخصيص قنوات التردد الهندية 865.1 و 865.3 و 865.5 و 865.7 و 865.9. بعد التحقق من هذه القيم ، انقر فوق تحديث.
تسجيل البوابة مع خادم شبكة الأشياء
الخطوة التالية هي تسجيل البوابة الخاصة بك مع TTN ، للقيام بذلك افتح thethingsnetwork.org وقم بالتسجيل إذا لم تكن قد قمت بذلك بالفعل. ثم أسفل لوحات المفاتيح ، انقر فوق البوابة ثم قم بتسجيل البوابة. أولاً ، انقر فوق "أنا أستخدم معيد توجيه الحزمة القديم" والصق رقم EUI الذي نسخته سابقًا. ثم قدم وصفًا لبوابتك وحدد خطة التردد. أقوم باختيار الهند وأقرب خيار جهاز توجيه بالنسبة لي هو Asia SE. ثم استخدم الخريطة لتحديد موقع بوابتنا بحيث يمكن لـ TTN أيضًا عرضها على خريطتها ثم تحديد داخلي وأخيراً تسجيل البوابة الخاصة بك.
من هذا القبيل ، تم تسجيل بوابتك بالكامل ، وإذا كان كل شيء يعمل بشكل جيد ، فيجب أن تلاحظ الحالة على أنها متصلة. تحقق أيضًا من قسم حركة المرور هنا ، والذي سيوضح لنا ما إذا كانت بوابتنا قد عالجت أي حزم بيانات من عقد Lora القريبة. بما أنه ليس لدينا واحدة ، هذه الصفحة فارغة.
أيضًا ، إذا وصلت إلى خريطة بوابة TTN ، فسترى البوابة الخاصة بك مدرجة. كما ترون خاصتي هنا. بمجرد الانتهاء من ذلك ، فإن بوابة LoRaWAN الخاصة بنا جاهزة للعمل. الآن يمكن لأي جهاز LoRa End في هذه المنطقة التواصل مع شبكة الأشياء من خلال بوابتنا لاختبار ذلك ، لقد قمت ببناء عقدة Lora بسيطة باستخدام Arduino.
عقدة اردوينو لورا باستخدام RN2483
يستخدم RN2483 LoRa Transceiver IC الشهير من Microchip ويتم توصيله مباشرة بـ Arduino لأغراض الاختبار. ثم قمت ببرمجة Arduino للتواصل مع شبكة Things بتردد هندي يبلغ 868 ميجا هرتز بحيث يظل تشغيلها قانونيًا هنا. إذا كنت تريد معرفة كيف أقوم ببناء هذا ، فأخبرني في قسم التعليقات وسأقوم بعمل مقطع فيديو منفصل له.
فقط قم بتحميل الكود على Arduino واستمر في تشغيله. الآن لدينا عقدة Lora بالقرب من بوابتنا ترسل بعض حمولة الاختبار إلى خادم TTN. دعنا نتحقق مما إذا كانت بوابتنا قد عالجت أي حزم عن طريق الدخول إلى قسم المرور مرة أخرى.
ونعم ، كما ترى ، نحصل على تفاصيل حول الحزم التي تتم إعادة توجيهها. بالطبع ، لا يمكنك رؤية البيانات الفعلية ولكننا نرى معلومات أخرى مثل تكرار استلام الحزم ، ووقت البث ، وعنوان الجهاز ، وحجم الحمولة.
بمجرد تنشيط البوابة الخاصة بك عن طريق إرسال بعض الحمولة إلى خادم TTN ، سيتم إدراجها أيضًا في ttnmapper مثل هذا بحيث يمكن لأي عقدة lora في منطقتك الاستفادة من بوابتك لإرسال بياناتها إلى خادم TTN.
هذا يلخص إلى حد كبير مقالتي على بوابة RG186 LoRaWAN. آمل أن يكون مفيدًا وتعلمت شيئًا في الطريق. إذا كانت لديك أي أسئلة ، فاتركها في قسم التعليقات أو استخدم منتدياتنا للاستفسارات الفنية الأخرى.