基于ESP32的LoRaWan节点通信#

实验目的#

  • lora节点与lorawan网关之间的通信

  • chirpstack平台管理与应用

  • chirpstack与thingsboard集成

实验方案#

所需软硬件#

  • lora节点：ESP32+ RAK3172

  • LORA 网关： RaspberryPi4 + RAK2275 + Chirpstack Gateway Bridge

  • Chirpstack 平台

网络方案#

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chirpstack#

ChirpStack 是一个开源的物联网 (IoT) 应用和设备管理平台，旨在简化和加强物联网解决方案的开发和管理。它提供了一个端到端的解决方案，包括设备管理、应用程序开发、数据管理和集成。

ChirpStack 通过使用 LoRaWAN® 网络协议来连接和管理物联网设备。LoRaWAN 是一种低功耗、长距离无线通信协议，非常适用于物联网应用。ChirpStack 支持与多种 LoRaWAN 网络服务器进行集成，例如 Semtech 的 LoRa Server 和其他兼容的网络服务器。

ChirpStack 提供了一套功能强大的工具和界面，帮助开发者管理物联网设备。它包括以下主要组件：

  1. 网关管理器 (Gateway Bridge)：用于与物联网网关进行通信，接收从设备发送的数据，并将其传递给网络服务器。

  2. 网络服务器 (Network Server)：处理从设备和网关收到的数据，并负责验证和解析数据包。它还提供设备管理、设备活动监控和安全认证等功能。

  3. 应用服务器 (Application Server)：提供应用程序开发和集成的功能。它可以接收从设备发送的数据，并根据开发者定义的规则进行处理、存储和转发数据。开发者可以使用应用服务器来构建自定义的 IoT 应用程序和集成其他系统。

  4. 用户界面 (User Interface)：ChirpStack 提供了一个用户友好的界面，用于管理设备、应用程序和网络服务器的各个方面。开发者可以使用界面来监控设备的状态、配置应用程序和进行故障排除。

ChirpStack 的开源性质使得开发者可以自由地定制和扩展平台的功能，以满足特定的物联网解决方案需求。它支持多种操作系统和硬件平台，使得部署和集成变得更加灵活和可靠。

总而言之，ChirpStack 是一个功能强大的开源物联网平台，通过集成 LoRaWAN 网络协议，提供了完整的设备管理、应用程序开发和数据管理解决方案，帮助开发者构建可靠和可扩展的物联网应用。

实验步骤#

chirpstack地址：http://8.134.62.44:8081

添加网关#

进入到chirpstack UI ，然后：

Gateways|Add gateway

  • name

  • Gateway ID (如何获取 Gateway ID)

  • Submit

添加设备描述#

进入到chirpstack UI ，然后：

  • Device profiles | Add device profile ，填写入下内容：

    • Name

    • Regin：CN470

    • MAC Version：LoraWan 1.0.3

    • Regional parameters revision: A

    • ADR algorithm: Default

  • Submit

添加应用#

进入到chirpstack UI ，然后：

  1. Applications | Add application

    • name

    • Description

  2. Submit

在应用中添加设备#

进入到chirpstack UI ，然后：

  1. Application|「选择应用」|Add device|

    1. 填写你的设备

    2. 填写Device EUI ,由at+deveui=?获取。

    3. 选择已经设置好的Device profile

    4. submit

    5. 填写 application key，由 at+appkey=? 获取

  2. 加入Lorawan网络

    1. at+join

  3. 发送数据

    1. at+send=

    2. 例如：at+send=25:018806765ff2960a0003e8

  4. 接受数据

    at+recv=?

  5. 编码实现以上 join，send，receive过程。

集成到ThingsBoard#

  1. 进入thingsboard管理页面，添加设备，命名与上面在chirpstack的命名一致

  2. 获取该设备的访问令牌，即TOCKEN。

  3. 返回到chirpstack管理页面，添加应用集成

    • 进入菜单 Applications | [设备所在的应用名称] | Integrations，找到Thingsboard，

    • 填写ThingsBoard server 为：http://8.134.62.44:8080

  4. 在chirpstack管理页面，添加上述设备访问令牌

    1. 进入相应的设备页面

    2. Configuration | Variables | + add Variables

    3. 填写如下键值对：

      • key: ThingsBoardAccessToken

      • Value: 刚才在thingsboard中复制的访问令牌

  5. 设置完成后，发送数据，在thingsboard设备的最新遥测数据中可观察到刚才发送的数据