LoRaWAN-Gateway-Server

Einführung des LoRaWAN-Gateway-Servers

LoRaWAN ist eine Reihe von Kommunikationsprotokollen und Systemarchitekturen, die für das LoRa-Fernkommunikationsnetzwerk entwickelt wurden. Eine LoRaWAN-Netzwerkarchitektur besteht aus vier Teilen: Knoten, Gateway und Raspberry Pi. Dabei werden die Knoten im Allgemeinen durch Sensoren oder Schalter gesteuert, um eine Fernerfassung von Sensordaten oder Schaltersteuerungsanwendungen zu realisieren.

Das LoRa-Gateway ist dafür verantwortlich, Knotendaten zu sammeln, sie zu kapseln und an den LoRaWAN-Server weiterzuleiten. Der LoRaWAN-Server ist für die Integritätsprüfung der Upstream- und Downstream-Datenpakete verantwortlich. Der Benutzerserver ist für die Netzwerkaktivierung von OTAA-Geräten, die Ver- und Entschlüsselung von Anwendungsdaten sowie die Verarbeitung der Geschäftslogik verantwortlich.

Wenn die Knotendaten schließlich den Benutzerserver erreichen, müssen sie über den Knoten-Gateway-LoRaWAN-Server-Benutzerserver geleitet werden. Der Knoten ist eine eingebettete Entwicklung, und die drahtlose LoRa-Kommunikation zwischen dem Knoten und dem Gateway erfordert eine Hardware-Schaltkreisanpassung.

Das Gateway benötigt eine Multithread-Verarbeitung, um die Anforderungen der drahtlosen parallelen Mehrkanalkommunikation zu unterstützen, und der LoRaWAN-Server und der Benutzerserver werden für den Netzwerkserver entwickelt. Die von jedem Teil benötigte Entwicklungsumgebung ist unterschiedlich, was zu Entwicklungsschwierigkeiten führt.

Ein Vorteil des LoRaWAN-Gateway-Servers

Der LoRaWAN-Gateway-Server integriert das Gateway, den LoRaWAN-Server und den Benutzerserver zur Bequemlichkeit der Benutzer in die LoRaWAN-Systemarchitektur, sodass Benutzer ein LoRaWAN-Netzwerk aufbauen können, ohne tiefgreifende Kenntnisse des LoRaWAN-Kommunikationsprotokolls und der Multiplattform-Entwicklung zu benötigen.

Die von  NiceRF bereitgestellten Lösungen :

Der LoRaWAN-Gateway-Server nutzt Raspberry Pi als Steuerungssystem und die Funktionen des Gateways, LoRaWAN-Servers und Benutzerservers werden durch Anwendungen im Raspberry Pi implementiert.

Die Gateway-Funktion wird durch das Gateway-Programm implementiert, das Knotendaten zur Kapselung sammelt.

Die LoRaWAN-Server- und Benutzerserverfunktionen werden durch das Serverprogramm implementiert, das für die Integritätsprüfung der Upstream- und Downstream-Datenpakete, die Aktivierung des OTAA-Geräts, die Ver- und Entschlüsselung von Anwendungsdaten sowie die Datenverarbeitung verantwortlich ist.

Das Gateway-Programm und das Serverprogramm laufen gleichzeitig auf dem Raspberry Pi und kommunizieren über Sockets.

Schritte zur Uplink-Datenübertragung:

Schritt 1: Der Knoten sendet Daten an das Gateway-Programm.

Schritt 2: Das Gateway-Programm sammelt Daten und kapselt sie.

Schritt 3: Das Gateway-Programm verwendet Socket zum Senden an das Serverprogramm.

Schritt 4: Das Serverprogramm empfängt die Daten und entschlüsselt sie, nachdem die Überprüfung korrekt ist.

Schritt 5: Das Serverprogramm gibt die entschlüsselten Daten an die serielle Schnittstelle aus, damit Benutzer sie verwenden können.

Schritte zur Downlink-Datenübertragung:

Schritt 1: Das Serverprogramm empfängt die Dateneingabe über die serielle Schnittstelle.

Schritt 2. Das Serverprogramm verschlüsselt die über die serielle Schnittstelle eingegebenen Daten und überprüft sie.

Schritt 3: Das Serverprogramm sendet die verschlüsselten Daten über Socket an das Gateway-Programm.

Schritt 4: Das Gateway-Programm sendet verschlüsselte Daten an den Knoten.

Schritt 5. Der Knoten empfängt die Daten und verarbeitet sie.