Projekt LoRaWAN

Team

Projekt LoRaWAN

Treffen: nur bei Bedarf

LoRaWAN

Mitglieder: Thomas, Philipp, Johannes, Mathias

Kontakt: crew@list.opennet-initiative.de

Laufende Gateways

Aktueller Status: https://eu1.cloud.thethings.network/console/gateways

• Warnemünde Kurpark Lesesaal (Anbindung über Stadt VLAN Status)
• Hansaviertel Holbeinplatz 14 Bauamt (Anbindung über AP1.164 Projekt_Bauamt Status)
• Innenstadt August-Bebel-Straße Hochhaus (Anbindung über AP1.136 Projekt_Philosophische_Fakultät Status)
• Südstadt Albert-Einstein-Straße 22 Informatik (Anbindung über DSL Uni Projekt_AE22 Status)
• Südstadt Ziolkowskistraße 10 Hochhaus (Anbindung über AP1.245 Projekt_Z10 Status)
• Warnemünde IOW (Anbindung über GRE Tunnel und dann AP1.107 Projekt_IOW Status)
• Schwerin TGZ Haus 5 (Anbindung über AP1.243

opennet-warnemuende-robbenstation Status uni-indoor-gateway-ae22 Status

https://grafana.thmcloud.de/d-solo/-FOeBhhVz/opennet?orgId=1&refresh=30s&panelId=11

Einsatzmöglichkeiten

• Low Energy, low throughput, high bandwidth, long range Übertragung
• Beispiel Sensordaten
• Über LoRa-WAN auch Anbindung ans Internet, im Idealfall überall, dazu Gateways notwendig
• https://de.wikipedia.org/wiki/The_Things_Network stellt solche Gateways als Community bereit
• https://www.youtube.com/watch?v=3cIGzwH-NI8

Netzstruktur

LoRaWAN Network Reference Model (NRM), roaming End-Device (aus LoRaWAN Backend Interfaces 1.0 Specification)

• Opennet stellt Radio Gateways auf und sorgt für Internet-Anbindung.
• Radio Gateway kommuniziert über Internet mit Network Server von The Things Network (https://www.thethingsnetwork.org).
• Network Server steuert Teilnahme am Netzwerk (mit Hilfe des Join Servers), verteilt Uploads an Application Server und ist Scheduler für Downloads.
• Application Server empfängt Nutzlast von den Mobilen Geräten. In den meisten Fällen bei The Things Network. Dann Weiterleitung z.B. über MQTT.

Plan

• Bereitstellen eines Community LoRaWANs in Rostock und Schwerin
• FAQ zum Verschicken an Standort-Überlasser

How To

Gateway aufbauen

Hardware für Selbstbau Standard-Gateway

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Teileliste

• Raspberry Pi 3 B oder besser
• Seeed WM1302 LoRaWAN Concentrator mit SPI
• Adapter Pi Header nach mPCIe
• Gehäuse mini-box Alu Druckguss
• Antenne
• Pigtail u.fl nach N-Stecker
• PoE Splitter (802.1af, nicht passiv) nach USB
• Schrauben und Spacer
• Montage-Platte - oder als 3D-Modell zum Ausdrucken

Alte Schritt-für-Schritt-Anleitung für ein Gateway mit IMST iC880A-SPI.

PCB Layout für Adapter Pi Header nach mPCIe

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• Download des PCB Layouts für KiCAD
• Teileliste:
  • Molex 480994000 Edge Connector - JLCPCB Teilenummer C492353
  • Molex 679105700 mPCIe SMD Adapter - JLCPCB Teilenummer C277606
  • Stiftleiste (2 x 20 Pins 2,54 mm weiblich)
• Die Teile lassen sich auch einfach selbst löten (SMD)

Baseplate

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• 3D-Modell als STL zum Ausdrucken oder Fräsen
• Quellformat als Fusion 360 3D-Modell

Software

Bewährt hat sich BasicStation (Source bei Github) als Software für das Radio Gateway, am einfachsten als Docker Container.

• Pi Image auf SD Karte (64 bit ist ok, wenn Basic Station im Container läuft)
• Raspberry konfigurieren
  • Nutzer und Passwort (nicht mehr default)
  • SSH, SPI und I2C aktivieren
  • Netzwerk konfigurieren (DHCP sollte es tun)
• Docker installieren
• Docker Compose installieren
• Docker Container xoseperez/basicstation installieren
• EUI des Gateways ermitteln
• Gateway bei The Things Network registrieren
• API Token generieren
• docker-compose.yml anpassen (Key eintragen, ggfs. EUI und Chipsatz)

Dich wichtigsten Schritte finden sich in der Beschreibung des Containers.

LoRaWAN Endgeräte

• Ein auf ESP32 basierendes Developer Board dient zur Demonstration der Fähigkeiten von LoRa
• Anleitung zum Nachbau gibt es hier

Merkzettel

Hardware

Gateways

• http://www.dragino.com/products/lora/item/117-lg01-p.html
• Raspberry PI: cheap LoRa gateway https://electronza.com/raspberry-pi-cheap-lora-gateway/
• https://mikrotik.com/products/group/lora-products

Endgeräte

• Arduino, diverse "Shields" für Ardoino und Co.
  • https://www.amazon.de/s/ref=nb_sb_noss?__mk_de_DE=ÅMÅŽÕÑ&url=search-alias%3Daps&field-keywords=lora+shield&rh=i%3Aaps%2Ck%3Alora+shield
  • http://wiki.dragino.com/index.php?title=Lora_Shield
  • https://stefan.schultheis.at/2018/lora-aprs-gw-raspberry-pi-zero/
  • https://www.exp-tech.de/search?sSearch=dragino LoRa Starter Kit 868

• Raspberry
  • https://www.elektormagazine.de/news/lorawan-preiswert-und-einfach-mit-raspberry-pi-und-dragino

• Sonstiges
  • https://www.elektormagazine.de/news/review-einstieg-ins-iot-mit-lora-produkten-von-dragino
  • https://www.amazon.de/gp/product/B01N8SKD2I/ Pycom LoPy - IoT-Entwicklungsboard mit LoRa, WLAN und BLE
  • https://www.thethingsnetwork.org/forum/t/big-esp32-sx127x-topic-part-1/10247/33

Server-Software

• https://www.loraserver.io
• https://github.com/TheThingsNetwork/ttn

• App-Server z.B. auch via AWS https://www.hackster.io/naresh-krish/integrating-lorawan-with-aws-iot-services-using-the-rak811-b0127d

Sonstiges

• http://de.farnell.com/the-things-network/ttn-un-868/the-things-uno-eu/dp/2675815
• http://de.farnell.com/das-einmaleins-des-lorawan
• https://www.rs-online.com/designspark/building-a-raspberry-pi-powered-lorawan-gateway
• https://www.hackerspace-ffm.de/wiki/index.php?title=LoRaWAN
• https://lorenzadriaensen.com/cheap-ttn-node-rfm95w-arduino-pro-mini/