一款可快速部署LoRa Basics? Station并連接到TTS V3的容器

今天，我們要介紹的是瑞科慧聯(lián)（RAK）打包并發(fā)布的一款容器。該容器無需進(jìn)行復(fù)雜的配置，即可快速部署一個LoRa Basics? Station，方便開發(fā)人員直接用于生產(chǎn)環(huán)境或進(jìn)一步開發(fā)。本文將著重介紹使用該容器將網(wǎng)關(guān)連接到 The Things Stack（TTS）的過程。

關(guān)于LoRa Basic?Station

LoRaBasics?Station 協(xié)議簡化了大規(guī)模 LoRaWAN? 網(wǎng)絡(luò)的管理，是將網(wǎng)關(guān)連接到 TTS的首選方式。相對于傳統(tǒng)的 UDPpacketforwarder，LoRa Basics? Station的優(yōu)勢是：

• 支持集中更新和配置管理
• 支持 TLS和基于 token的身份驗(yàn)證
• 支持集中式渠道計劃管理
• 不依賴本地時間保持

需要注意的是，在LoRa Basics? Station的部署中，最重要的是在 TTS上能生成對應(yīng)的 APIkey。

該鏡像的原始倉庫中提供了非常詳細(xì)的使用指南，包括支持平臺、前置準(zhǔn)備、進(jìn)階配置指南、權(quán)限配置和其他注意事項。該鏡像支持的LoRa?集中器型號包括SX1301，SX1302，以及SX1303。RAK在每種集中器都提供了USB 和SPI 規(guī)格的接口，以及可選的GPS 和LTE 模塊，所以用戶可以根據(jù)實(shí)際需求來購買具有對應(yīng)接口和功能的集中器，并且通過修改 docker-compose或者Portainer應(yīng)用模板中的對應(yīng)配置來啟動服務(wù)。

RAK提供的LoRa Basics? Station鏡像支持的集中器包括如下：

• SX1301 (only SPI)
  • RAK831 Concentrator
  • RAK833 Concentrator
  • RAK2245 Pi Hat
  • RAK2247 Concentrator
  • IMST iC880a
  • Dragino PG1301
• SX1302 (SPI or USB)
  • RAK2287 Concentrator
  • Seeed WM1302
• SX1303 (SPI or USB)
  • RAK5146 Concentrator
• SX1308 (SPI or USB)
  • RAK2246 Concentrator
  • RAK2247-1308 Concentrator

容器的特性

• 支持 AMD64 (x86_64)、ARMv8和ARMv7架構(gòu)。
• 支持 SX1301 SPI 集中器。
• 支持 SX1302 和SX1303 SPI和USB (CoreCell)集中器
• 支持 SX1308 SPI 和SX1308 USB (PicoCell)集中器
• 支持同一設(shè)備上的多個集中器（使用一個basicstation服務(wù)）
• 與 TTS（社區(qū)版/TTNv3）或Chirpstack LNS等兼容
• 支持 CUPS 和LNS協(xié)議配置
• TTS 服務(wù)器（TTI或TTN）的網(wǎng)關(guān)自動配置
• 幾乎一鍵部署，同時高度可配置

應(yīng)用示例

下面我將以US915 頻段的RAK2287 集中器的SPI 版本為例，展示如何使用docker-compose，實(shí)現(xiàn)一鍵部署LoRa Basics? Station，并將其連接到 TTSV3。

硬件準(zhǔn)備：

• RAK2287 集中器
• 樹莓派3/4/CM3/CM4（CM3 或者CM4 需要對應(yīng)的載板），或者任意其他有PCIe/GPIO 的ARM平臺或者x86 平臺
• 如果你的host 設(shè)備上沒有PCIe 接口，需要使用一個額外的 RAK2287 Pi HAT 板載PCle 連接器

軟件準(zhǔn)備：

在本地預(yù)安裝了docker 和docker-compose，以及相關(guān)的依賴（docker和docker-compose 的安裝請參照代碼倉庫中的介紹或者直接查看 docker的官方文檔）。

具體步驟：

1.你需要首先配置網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器（ns），此處我們以TTS為例： 復(fù)制該地址eu1.cloud.thethings.network到你的瀏覽器并注冊賬號。進(jìn)入控制臺后即可看到TTS 的網(wǎng)關(guān)和應(yīng)用配置頁面：

2.創(chuàng)建一個 Gateway并且生成對應(yīng)的 apikey，用于在docke-compose中啟用該容器：

• 點(diǎn)擊Goto gateways
• 點(diǎn)擊頁面右上角的 Registergateway來創(chuàng)建新的網(wǎng)關(guān)
• 依次填入網(wǎng)關(guān)的信息，例如ID，名字，EUI，以及頻段.其中，EUI往往是根據(jù)網(wǎng)口的 MAC地址來的，可以在終端中使用以下命令來獲取默認(rèn)的 EUI：docker run -it --network host --rm xoseperez/basicstation:latest ./get_eui.sh

當(dāng)然你也可以自定義一個EUI，但是需要確保該DeviceEUI沒有被別的用戶在 TTS上使用過。

接著輸入別的信息，例如網(wǎng)關(guān)名字和具體頻段。此處因?yàn)槲覀兊募衅魇?US915頻段，因此我們在此填入的頻段為 “UnitedStates902-928 MHz，F(xiàn)SB2（usedbyTTN）”。

• 點(diǎn)擊左下方 RegisterGateway來完成網(wǎng)關(guān)的創(chuàng)建
• 在網(wǎng)關(guān)的控制臺頁面點(diǎn)擊左側(cè)邊欄中的鑰匙圖案，進(jìn)入APIkeys的生成頁面

• 點(diǎn)擊頁面右上角的 AddAPIkey按鈕，填入名字并勾選以下權(quán)限：“l(fā)ink as Gateway to a Gateway Server for traffic exchange, i.e. write uplink and read downlink“

• 接著會彈出 APIkey的窗口供用戶復(fù)制，請務(wù)必在這一步中將 APIkey復(fù)制并保存到安全的位置。在關(guān)閉了該窗口后，將無法返回該界面獲取該 APIkey，只能重復(fù)上面的步驟重新生成一個新的APIkey。

3.接下來你需要使用 docker-compose來啟動你的 LoRa?集中器，此處我們以使用SPI接口的 RAK2287集中器為例，其頻段為 US915。而 host設(shè)備是一臺樹莓派 4。

• 首先我們需要新建一個文件夾，并在文件夾中新建一個名叫docker-compose.yml 的文件：

mkdir example cd
example
nano docker-compose.yml

• 接著將下列內(nèi)容粘貼進(jìn)該文件并保存：

version: '2.0'

services:

  basicstation:
    image: xoseperez/basicstation:latest
    container_name: basicstation 
    restart: unless-stopped devices:
       -/dev/spidev0.0 
       -/dev/gpiochip0
   environment:	
       MODEL: "RAK2287"          
       INTERFACE: "SPI"
       TTS_REGION: "eu1"
       GATEWAY_EUI: "E45F01FFFF222233"                              #可以自由指定，需要保證在TTS上不進(jìn)
       TTS_FREQUENCY_PLAN_IDBAND: "US_902_928_FSB_2"	 #此處以US915為例，根據(jù)集中器支持頻段修改即可
       TC_KEY: "NNSXS.VRUYFHQ7J5NWWNB3KSW2VWFRGBZF……”#該api key是先在在TTS上生成，然后填入再啟動容器

• 保存后，在終端同一個目錄下中執(zhí)行以下命令：

pi@rasperry:docker-compose up
#如果安裝了新版docker compose，請運(yùn)行如下命令
docker compose up

4.完成以上步驟后，請稍等片刻，網(wǎng)關(guān)將自動連上TTS 網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器。Basicstation的容器會打印如下log，包含對應(yīng)的配置選項，例如集中器型號，deviceEUI等：

然后你會看到網(wǎng)關(guān)成功入網(wǎng)的log：

而此時在TTS 網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器側(cè)，則可以看到網(wǎng)關(guān)入網(wǎng)的提示：

以上就是目前 TTN官方主推的一種部署LoRa?packerforwarder的方式。RAK 還提供多個基于容器技術(shù)的一鍵部署復(fù)雜服務(wù)的方式，包括雙頻段網(wǎng)關(guān)，接入influxdb 數(shù)據(jù)庫和Grafana 圖形化面板，接入TagoCore 的案例，具體可以參考其Github 代碼倉庫。

大家可以參考代碼倉庫中的開源應(yīng)用案例，只需要稍加修改，就能打造出屬于你自己的解決方案。