【教程】手把手教你！搭建LoRaWAN自動采集系統(tǒng)

一

系統(tǒng)簡介

隨著物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用，許多新興的物聯(lián)網(wǎng)平臺和協(xié)議出現(xiàn)。LoRaWAN是一款基于LoRa的星型網(wǎng)絡(luò)，使用LoRa的低功耗、距離遠(yuǎn)的特性，這種網(wǎng)絡(luò)適用于各類抄表業(yè)務(wù)。LoRaWAN網(wǎng)絡(luò)組成主要分三部分，設(shè)備端、網(wǎng)關(guān)和服務(wù)器端。

下文是使用E78-DTU、E890-470LG11 LoRaWAN網(wǎng)關(guān)搭建一個LoRaWAN的自動采集系統(tǒng)，LoRaWAN服務(wù)器采用ChirpStack開源服務(wù)器，整個系統(tǒng)示意圖如下圖。設(shè)備端使用E78-DTU與被采集設(shè)備通過RS485連接，E78-DTU通過LoRa與E890-470LG11網(wǎng)關(guān)通訊，網(wǎng)關(guān)將數(shù)據(jù)通過網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)發(fā)給云服務(wù)器，云服務(wù)器做出相應(yīng)的處理后轉(zhuǎn)發(fā)給用戶端。

二

搭建環(huán)境

1.Chirpstack服務(wù)器搭建流程簡述

Chirpstack是一款開源的LoRaWAN服務(wù)器，搭建簡單，占用服務(wù)器資源小，支持諸多API接口等優(yōu)點(diǎn)。

搭建流程請參考官網(wǎng)，Chirpstack官網(wǎng)地址：https://www.chirpstack.io/

這里可以使用快速部署的項(xiàng)目，Github倉庫地址如下：

https://github.com/brocaar/chirpstack-docker

配置完成后登陸配置網(wǎng)站，默認(rèn)賬號密碼為admin。

2.E890-470LG11配置流程

打開E890-470LG11，使用筆記本連接網(wǎng)關(guān)的WiFi，名稱為EBT-E890-XXXX。瀏覽器輸入192.168.10.1進(jìn)入配置頁面，密碼為root。網(wǎng)關(guān)ID與服務(wù)器上的配置的ID相匹配，并修改IP地址為服務(wù)器的IP地址。配置正確后，網(wǎng)關(guān)的LINK燈會常亮表明現(xiàn)在已經(jīng)連接至服務(wù)器。

3.E78-DTU配置流程

E78-DTU使用配套的配置上位機(jī)配置。選擇對應(yīng)的串口，打開串口后點(diǎn)擊進(jìn)入配置，將服務(wù)器生產(chǎn)AppEUI和AppKEY，APPEUI填0，然后點(diǎn)擊寫入參數(shù)將參數(shù)寫入設(shè)備，最后點(diǎn)擊退出配置，如果配置正確時(shí)，設(shè)備LINK燈會常亮。

配置自動輪詢參數(shù)，根據(jù)輪詢數(shù)據(jù)、被采集設(shè)備的超時(shí)時(shí)間、采集的間隔和是否添加CRC校驗(yàn)輸入對應(yīng)的指令。下圖中配置成輪詢Modbus指令，依次添加下圖中讀取線圈、讀取離散輸入寄存器、讀保持寄存器和讀輸入寄存器，將圖中自動添加CRC選上后，會在輸入的輪詢指令后添加兩個字節(jié)的CRC-16(Modbus)校驗(yàn)。

同時(shí)將DTU設(shè)置為輪詢模式如下圖，根據(jù)實(shí)際需要可以設(shè)置兩次大的輪詢事件的間隔時(shí)間。

4.客戶端配置

這里使用MQTTX軟件訂閱Chirpstack服務(wù)器的上行數(shù)據(jù)主題，先連接Mqtt服務(wù)器，輸入正確的服務(wù)器地址和端口。

根據(jù)服務(wù)器上配置的信息輸入訂閱主題格式如下：

application/應(yīng)用ID號/device/設(shè)備DevEUI/event/up

配置正常后能正常接收到服務(wù)器轉(zhuǎn)發(fā)的數(shù)據(jù)。

將轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)中的data數(shù)據(jù)BASE64解碼后得到原始數(shù)據(jù)，每包數(shù)據(jù)的fPort對應(yīng)的是輪詢指令的序號。解碼后的數(shù)據(jù)就是被采集設(shè)備返回的數(shù)據(jù)。

序號（fPort）原始數(shù)據(jù)解碼后數(shù)據(jù)

1AQEBAFGI01 01 01 00 51 88

2AQIBAWBI01 02 01 01 60 48

3AQMEAAD9F/qt01 03 04 00 00 FD 17 FA AD

4AQQERFFZEUT501 04 04 44 51 59 11 44 F9

使用Chirpstack、E890-470LG11和E78-DTU搭建的自動采集系統(tǒng)可以快速搭建一個物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)，簡化搭建端到云的過程，同時(shí)使用LoRa射頻技術(shù)提高了通信距離、提高設(shè)備的通訊距離，自動化采集數(shù)據(jù)可以簡化采集流程、節(jié)約人力成本。利用Chirpstack服務(wù)器搭建的網(wǎng)絡(luò)可以降低對設(shè)備的管理。

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