Настройка частной сети LoRaWAN с помощью шлюза WisGate Connect

Apr 28, 2024

В этом руководстве мы объясним, как настроить частную сеть LoRaWAN с использованием шлюза WisGate Connect RAKwireless на базе Raspberry Pi CM4 и Docker или Portainer для установки NodeRED, InfluxDB, Grafana и других пакетов, необходимых для настройки нашего шлюза.

WisGate Connect это довольно универсальный шлюз с гигабитным Ethernet и 2,5 Гбит/с, а также несколькими дополнительными вариантами беспроводного подключения, такими как LoRaWAN, 4G LTE, 5G, WiFi 6, Zigbee, WiFi HaLoW и другими, которые можно добавить через разъемы Mini PCIe или M.2, расширение. через разъемы WisBlock IO и 40-контактный разъем Raspberry Pi HAT. Мы начнем с подробного рассмотрения функций шлюза, но если вы все это уже знаете, вы можете перейти к разделу конфигурации частной сети LoRaWAN.

RAKwireless прислала нам модель с Raspberry Pi CM4, оснащенную 4 ГБ оперативной памяти и 32 ГБ памяти eMMC, антеннами GPS и LoRa, а также внутренним металлическим корпусом.

В комплект также входит блок питания и различные кабели.

На передней панели шлюза расположен OLED-дисплей. три слота для SIM-карт, разъемы для антенн GPS и LoRa, а также слот для карты microSD. Это еще два антенных отверстия, которые не используются в конфигурации нашей модели.

На задней панели расположены два порта ввода питания (2-контактный клеммный блок и разъем постоянного тока), разъем UART, несколько светодиодов, видеовыход HDMI, порты Gigabit Ethernet и 2,5GbE, порт USB-C для прошивки прошивки на Raspberry. Модуль Pi CM4 и три порта USB 3.0, а также еще два отверстия для антенн, которые здесь не используются.

При разборе шлюза видны модуль Raspberry Pi CM4 и LoRa, а также все варианты расширения с двумя дополнительными разъемами mini PCIe, двумя слотами WisBlock, некоторым местом для внутренней шляпы Raspberry Pi, дополнительной поддержкой PoE HAT и многим другим.

Напоминаем характеристики основной платы WisGate Connect (RAK7391):

RAKwirelss установила модуль RAK5146 LoRaWAN, OLED-дисплей и вычислительный модуль Raspberry Pi 4 в полученную нами модель, но шлюз можно расширить с помощью любого из аппаратных модулей и аксессуаров, показанных в таблице ниже.

Программная архитектура шлюза поддерживает Docker, и именно его мы будем использовать для настройки частной сети LoRaWAN.

Существует два способа подключения к шлюзу WisGate Connect:

Мы пойдем по второму варианту. Подключитесь к точке доступа «RAK_1D4F» со своего хоста с паролем «rakwireless». В Windows вам придется сначала нажать «Подключиться с использованием ключа безопасности», прежде чем вводить пароль.

IP-адрес интерфейса vlan0 теперь должен отображаться на OLED-экране шлюза. Мы можем использовать этот IP-адрес для подключения к шлюзу через SSH, используя порт 22. Мы запускали Putty в Windows, но вы также можете выбрать другие программы с поддержкой SSH.

Теперь мы можем получить доступ к оболочке из RAKPiOS, используя имя пользователя «rak» и пароль «changeme», которые нам будет предложено изменить при первом подключении.

Более подробную информацию о RAKPiOS можно найти с помощью команды:

Если вы хотите внимательно изучить код ОС, вы можете сделать это на GitHub.

RAKwireless предоставляет шесть примеров компоновки Docker для развертывания на шлюзе WisGate Connect RAK7391.

В этом примере мы будем использовать пример Standalone_LoRaWAN_Gateway, поскольку он должен точно соответствовать нашим требованиям.

Нам нужно будет изменить «docker-compose.yml» и изменить его в соответствии с настройками нашего шлюза (например, EUI) и опциями (например, модуль RAK5146).

Теперь мы можем развернуть наши контейнеры с помощью Docker:

Теперь у нас на шлюзе работает 7 контейнеров:

Этот метод в основном подходит для людей, знакомых с командной строкой Docker (docker Compose) и конфигурацией YAML.

Вот пример использования нашего частного сетевого сервера LoRaWAN со стеком вещей, к которому мы можем получить доступ с помощью IP-адреса шлюза.

После входа в интерфейс мы можем зарегистрировать шлюз в The Things Network и поделиться им с другими, если захотим.

Если использование командной строки вам не по душе, RAKwirless предоставляет интерфейс веб-страницы для включения контейнеров через шаблон Portainer для RAK7391. Вам все равно потребуется доступ к шлюзу через SSH, но потребуется только одна команда: