LoRaWAN节点和网关连接流程

LoRaWAN节点与网关的连接流程可以分为以下几个步骤:

准备阶段

  •   首先,需要确保LoRa无线模块已经插入到节点的主板上,或者使用杜邦线连接到主板上,并确保模块的引脚与主板的对应引脚相连接。
  •   确定节点的硬件参数,包括节点的标识符(DevEUI)、应用密钥(AppKEY)和设备密钥(AppEUI)。

配置阶段

  •   在物联网平台控制台中进行网关的配置。登录物联网平台控制台,在左侧导航栏选择网络管理>网关管理。在网关管理页面的网关列表页签下,单击添加网关,填入网关的基本信息和位置信息,单击确认。
  •   对于特定的网关设备,如E890-470LG11.需要在配置过程中指定支持的频段,例如CN470地区频段。

入网过程

  •   LoRaWAN节点可以通过OTAA(Over-The-Air)或ABP(Activation By Password)两种方式进行入网。OTAA是默认模式,每次上电重启后,节点会自动进入OTAA模式。
  •   在OTAA模式下,节点通过发送AT指令进行参数配置,加入网络,并与后台服务器通信。
  •   在ABP模式下,节点需要预先配置好DevEUI、AppKEY和AppEUI,然后通过AT指令进行注册和设备身份验证。

数据传输

  •   网关负责将节点收集到的数据通过网络转发给云服务器,云服务器再做出相应的处理后转发给用户。

监控和维护

  •   通过正确配置、监控和维护网关,可以确保节点数据的可靠传输,并提高整个LoRaWAN网络的性能。
  •   网关默认使用DHCP拨号获取IP地址,但在某些情况下可能需要修改为静态IP地址,并为其配置静态IP信息。

  通过以上步骤,可以成功将LoRaWAN节点与网关连接,并实现数据的可靠传输和远程管理。

  一、 LoRaWAN节点与网关连接过程中OTAA和ABP模式的具体区别是什么?

  LoRaWAN节点与网关连接过程中,OTAA(Over-The-Air Activation)和ABP(Activation By Personalisation)两种模式有显著的区别。以下是它们的具体差异:

  1.激活方式

  • OTAA:节点在上电时处于非入网状态,需要通过空中激活方式进行入网。节点发送join_request消息请求入网,服务器同意入网并返回Join-accept消息,节点再对信息进行解析,获取通信参数。
  • ABP:节点在制造或生产过程中预先配置了密钥和设备地址,不需要通过空中激活方式进行入网。节点使用预先分配的密钥进行通信。

  2.密钥管理

  • OTAA:每次激活时,节点会生成新的DevAddr和会话密钥(session keys),这些密钥用于加密数据传输。因此,每个新会话都会产生新的DevAddr和会话密钥。
  • ABP:节点使用固定的DevAddr和密钥进行通信,这些密钥在设备生产时就已经预设。因此,ABP模式下设备的DevAddr和会话密钥不会随着会话改变。

  3.安全性

  • OTAA:由于每次激活都会生成新的密钥,因此OTAA模式在安全性方面表现更好。它可以有效防止设备被重复利用或窃取密钥的情况。
  • ABP:由于使用固定的密钥,ABP模式在安全性方面相对较弱。如果设备丢失或被盗,其密钥无法更改,从而增加了被恶意利用的风险。

  4.网络切换

  • OTAA:设备可以通过空中激活方式轻松切换到不同的网络提供商,因为每次激活都会生成新的密钥和设备地址。
  • ABP:设备无法在不手动更改密钥的情况下切换到不同的网络提供商,因为其密钥和设备地址是固定的。

  5.应用场景

  • OTAA:适用于需要高安全性和频繁更换网络提供商的场景,如智能农业、城市管理等。
  • ABP:适用于对安全性要求不高且设备数量较少的场景,如家庭自动化、简单的物联网应用等。

  OTAA和ABP两种模式在激活方式、密钥管理、安全性、网络切换以及应用场景等方面都有显著的区别。

  二、 如何在物联网平台控制台中正确配置LoRaWAN网关?

  在物联网平台控制台中正确配置LoRaWAN网关的步骤如下:

  在IoT平台融合栏目中,点击添加,创建平台类型为LoRaWAN平台的融合配置。创建完成后,点击新增的配置卡片,进入配置详情进行网关设备、终端的添加。

  将LoRa网关通电通网,并确保板载电源选择端子插到了最右边的端子,以确保网关正常工作。然后,通过LoRa网关设备后的标签,使用具有热点连接功能的设备(如手机或电脑)连接LoRa网关发出的热点,使LoRa网关与连接该热点的设备建立通信。

  网关上电后,通过串口查看网关的配置信息。这一步骤可以帮助你确认网关的当前状态和配置参数。

  根据所使用的LoRaWAN协议版本,设置相应的入网参数。例如,对于APB协议,可以设置APB入网参数;对于OTAA协议,可以设置OTAA入网参数。

  登录物联网开发平台控制台,选择对应的项目。在左侧工具列表中选择“服务中心”中的“LoRa网关管理”,并在“LoRa网关管理”中进行进一步的配置和监控。

  如果网关充当B类LoRaWAN设备,可以为其配置信标参数,以便在预定时隙接收下行链路消息。此外,还可以配置NetID和JoinEUI参数,以筛选设备数据流量,从而优化数据处理和传输效率。

  三、 LoRaWAN节点如何通过AT指令进行参数配置以加入网络?

  LoRaWAN节点通过AT指令进行参数配置以加入网络的过程涉及多个步骤和命令。以下是详细的步骤和相关命令:

设置工作模式

  使用AT+CLASS命令来设置LoRaWAN节点的工作模式。例如,AT+CLASS=0表示设置为类C模式。

配置设备EUI

  使用AT+DEVEUI命令来配置设备的全局终端设备ID(EUI)。例如,AT+DEVEUI=”00 11 22 33 44″表示设置设备EUI为“0011223344”。

配置应用程序EUI

  使用AT+APPEUI命令来配置应用程序的EUI。例如,AT+APPEUI=”55 66 77 88″表示设置应用程序EUI为“5566777888”。

设置接收窗口

  使用AT+RX2CFG命令来配置接收窗口2的接收频率和扩频因子。例如,AT+RX2CFG=100.7表示设置接收窗口2的频率为100kHz,扩频因子为7.

设置Join模式

  使用AT+CJOINMODE命令来设置或读取Join模式(OTAA, ABP)。例如,AT+CJOINMODE=OTAA表示设置为OTAA模式。

其他常用配置

  可以通过AT指令在线修改串口速率、发射功率、空中速率等参数。例如,AT+BAUD=9600表示设置串口速率为9600 bps。

  通过以上步骤和命令,LoRaWAN节点可以通过AT指令进行详细的参数配置,从而成功加入网络。

  四、 在LoRaWAN系统中,如何配置GPS以提高数据传输的准确性?

  在LoRaWAN系统中,配置GPS以提高数据传输的准确性可以通过以下步骤实现:

  • 启用GPS功能:首先,确保网关支持GPS功能,并将其开启。如果网关不支持GPS功能,则需要关闭此功能。
  • 高精度时钟同步:默认配置应包括GPS高精度时钟同步,这样可以提供地理位置与海拔高度信息,便于用户结合LBS应用进行网络优化。
  • 辅助定位方案:采用LoRa辅助GPS定位方案,将终端定位过程分离为两部分。通过LoRaWAN传输数据至云端进行GPS定位计算,这样可以结合两者的优势,既利用了GPS的高精度定位,又保持了LoRa的低功耗远距离传输特性。
  • 多网关接收:为了提高数据传输的可靠性和准确性,可以通过多个LoRa网关接收同一数据包,并聚合扭曲的数据包副本,执行相应的数据恢复操作。
  • 定位性能测试:进行基准测试,比较GPS和LoRaWAN定位的路径吻合度。根据统计性能(CDF)结果,选择最佳的定位方案,以确保定位的准确性。

  五、 如何为LoRaWAN网关配置静态IP地址,并确保其稳定性和安全性?

  为LoRaWAN网关配置静态IP地址,并确保其稳定性和安全性,可以按照以下步骤进行:

  1.配置静态IP地址

  打开LoRaWAN网关的管理界面,通常可以通过浏览器访问特定的IP地址或使用专用软件。

  在界面中找到“有线网络”菜单项,进入该菜单进行静态IP地址的配置。

  根据您的网络环境,输入相应的子网掩码、默认网关和DNS服务器地址。例如,如果您的局域网段是192.168.100.XXX,您可以将这些信息填入相应字段。

  2.确保网络稳定性

  选择合适的设备和硬件平台,如ARM Linux+SX1301.这些平台通常具有较好的性能和兼容性。

  考虑网络布局和设备容错率,确保在不同环境下都能保持良好的连接质量。

  使用自适应速率(ADR)技术优化节点的速率配置,以提高传输效率并降低功耗。

  3.保障安全性

  配置网络参数、服务器设置和安全性配置,确保数据传输过程中的安全性。

  使用加密协议和认证机制来保护数据传输,防止未授权访问和数据泄露。

  定期更新和维护网关系统,及时修补已知的安全漏洞,确保系统的安全性。

  4.其他注意事项

  确保网关设备的电源供应稳定,避免因电源问题导致设备频繁重启或断开连接。

  监控网关的运行状态,及时发现并解决可能出现的问题,如设备故障、网络不稳定等。

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