从零开始搭建一个LoRaWAN基站 |
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从零开始搭建一个LoRaWAN基站
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先说两句
SX1301/SX1302是semtech公司推出的基站端射频基带芯片，其与SX127x/SX126x的主要区别在于: 只是个基带芯片，使用时需要加射频前端(SX125x/SAW/...) 其具有比SX1278强大很多的基带处理能力，可以同时解调8个信道的数据，并且每个信道可以同时监听SF7-12（SX1302为SF5-12）所以，从参数上可以看出，对于lorawan这样的多节点网络来讲，使用SX1301/SX1302才是正确的打开方式。 接下来，我就分享一下我自己从零开始搭建LoRaWAN基站的经验。 准备工作 运行环境 raspberry 3/3b/4都可以 M-GW1302S模块 树莓派转接板Note: 由于硬件使用GPIO7作为SX1302的RESET，与树莓派的SPI0.1的CS脚冲突(虽然没有用的SPI0.1，但是有些版本的镜像会有冲突)， 我平时使用2020-05-27版本的刚好没有冲突，所以建议大家先不要下载最新版的镜像，2020-05-27-树莓派镜像下载地址 实物图
SSH工具(XShell,PuTTY等都可以) 资料 M-GW1302S的用户手册(描述使用方法) M-GW1302S的硬件设计手册(描述模块硬件设计时需要用到的资料)，暂时还用不到 基站端代码，见下方 官方开源代码https://github.com/Lora-net/sx1302_hal git命令: git clone https://github.com/Lora-net/sx1302_hal.git 厂家适配后的源码因为官方源码中使用了一个温度传感器，而在此版设计中，并没有此传感器，所以需要将部分代码注释掉才能运行,这一步，M-GW1302S的厂家已经帮我们改好了。 https://gitee.com/rejeee/gw1302s git命令: git clone https://gitee.com/rejeee/gw1302s 步骤 准备工作 树莓派制作好系统，连上网线，使用SSH与树莓派连接 进入树莓派之后，需要先开启SPI，若有问题请自行百度，不同版本的树莓派可能会不同 下载代码、编译、运行git clone https://gitee.com/rejeee/gw1302s.git cd gw1302s 修改target.cfg中的TARGET_DIR为 TARGET_DIR=/home/pi/gw1302s/binmake clean all ->此步骤会把代码编译成可执行文件 make install -> 此步骤会用调用SCP将编译结果拷贝到TARGET_DIR所在目录，所以可能需要输入密码(此处是将scp的dst设为localhost，所以会拷贝到本地)，若不想输密码，可参考README.md进行ssh秘钥拷贝，后续就无需输入密码了 make install_conf ->至此，源码就编译完成了，并且生成的已经在TARGET_DIR指定的目录下了 接下来我们需要配置global_conf.json，配置得适用于我们的需要，此处我贡献一下我的global_conf.json文件,其中配置基站的接收频点是通过配置两个SX1250的中心频点，外加8个偏移频点来进行的，如下图，我配置的为474.3~475.7的接收频点范围 { "SX130x_conf": { "spidev_path": "/dev/spidev0.0", "lorawan_public": true, "clksrc": 0, "antenna_gain": 0, /* antenna gain, in dBi */ "full_duplex": false, "precision_timestamp": { "enable": false, "max_ts_metrics": 255, "nb_symbols": 1 }, "radio_0": { "enable": true, "type": "SX1250", "single_input_mode": true, "freq": 474600000, "rssi_offset": -207.0, "rssi_tcomp": {"coeff_a": 0, "coeff_b": 0, "coeff_c": 20.41, "coeff_d": 2162.56, "coeff_e": 0}, "tx_enable": true, "tx_freq_min": 470000000, "tx_freq_max": 510000000, "tx_gain_lut":[ {"rf_power": -6, "pa_gain": 0, "pwr_idx": 0}, {"rf_power": -3, "pa_gain": 0, "pwr_idx": 1}, {"rf_power": 0, "pa_gain": 0, "pwr_idx": 2}, {"rf_power": 3, "pa_gain": 1, "pwr_idx": 3}, {"rf_power": 6, "pa_gain": 1, "pwr_idx": 4}, {"rf_power": 10, "pa_gain": 1, "pwr_idx": 5}, {"rf_power": 11, "pa_gain": 1, "pwr_idx": 6}, {"rf_power": 12, "pa_gain": 2, "pwr_idx": 7}, {"rf_power": 13, "pa_gain": 1, "pwr_idx": 8}, {"rf_power": 14, "pa_gain": 2, "pwr_idx": 9}, {"rf_power": 16, "pa_gain": 2, "pwr_idx": 10}, {"rf_power": 20, "pa_gain": 3, "pwr_idx": 11}, {"rf_power": 23, "pa_gain": 3, "pwr_idx": 12}, {"rf_power": 25, "pa_gain": 3, "pwr_idx": 13}, {"rf_power": 26, "pa_gain": 3, "pwr_idx": 14}, {"rf_power": 27, "pa_gain": 3, "pwr_idx": 15} ] }, "radio_1": { "enable": true, "type": "SX1250", "single_input_mode": true, "freq": 475400000, "rssi_offset": -207.0, "rssi_tcomp": {"coeff_a": 0, "coeff_b": 0, "coeff_c": 20.41, "coeff_d": 2162.56, "coeff_e": 0}, "tx_enable": false }, "chan_multiSF_0": {"enable": true, "radio": 0, "if": -300000}, "chan_multiSF_1": {"enable": true, "radio": 0, "if": -100000}, "chan_multiSF_2": {"enable": true, "radio": 0, "if": 100000}, "chan_multiSF_3": {"enable": true, "radio": 0, "if": 300000}, "chan_multiSF_4": {"enable": true, "radio": 1, "if": -300000}, "chan_multiSF_5": {"enable": true, "radio": 1, "if": -100000}, "chan_multiSF_6": {"enable": true, "radio": 1, "if": 100000}, "chan_multiSF_7": {"enable": true, "radio": 1, "if": 300000}, "chan_Lora_std": {"enable": true, "radio": 1, "if": -200000, "bandwidth": 250000, "spread_factor": 7, "implicit_hdr": false, "implicit_payload_length": 17, "implicit_crc_en": false, "implicit_coderate": 1}, "chan_FSK": {"enable": true, "radio": 1, "if": 300000, "bandwidth": 125000, "datarate": 50000} }, "gateway_conf": { "gateway_ID": "AA555A0000000000", /* change with default server address/ports */ "server_address": "lora.ansitw.com", "serv_port_up": 1700, "serv_port_down": 1700, /* adjust the following parameters for your network */ "keepalive_interval": 10, "stat_interval": 30, "push_timeout_ms": 100, /* forward only valid packets */ "forward_crc_valid": true, "forward_crc_error": false, "forward_crc_disabled": false, /* Beaconing parameters */ "beacon_period": 0, "beacon_freq_hz": 869525000, "beacon_datarate": 9, "beacon_bw_hz": 125000, "beacon_power": 14, "beacon_infodesc": 0 }, "debug_conf": { "ref_payload":[ {"id": "0xCAFE1234"}, {"id": "0xCAFE2345"} ], "log_file": "loragw_hal.log" } } 最后，我们运行一下./lora_pkt_fwd，程序就会读取global_conf.json文件，启动起来了。至此，我们就拥有一台自己DIY的LoRaWAN基站了！！ global_conf.json配置这个配置文件是lora_pkt_fwd程序运行的所有配置参数，其中有几点是我们平时会比较常用到的： 如何修改基站的接收频点 如何设置基站的ID 如何设置基站的LoRaWAN NS指向 如何设置基站的发射功率 设置基站的接收频点设置接收频点主要是通过设置radio_0和radio_1的中心频点，并在此基础上设置8个接收信道的偏移来进行的，比如上面的参数，其中radio_0.freq==474600000,radio_1.freq==475400000,这就是radio_0和radio_1的中心频点，下面会根据设置的8个频点的偏移情况来开启8个接收信道，具体体现在 "chan_multiSF_0": {"enable": true, "radio": 0, "if": -300000}, "chan_multiSF_1": {"enable": true, "radio": 0, "if": -100000}, "chan_multiSF_2": {"enable": true, "radio": 0, "if": 100000}, "chan_multiSF_3": {"enable": true, "radio": 0, "if": 300000}, "chan_multiSF_4": {"enable": true, "radio": 1, "if": -300000}, "chan_multiSF_5": {"enable": true, "radio": 1, "if": -100000}, "chan_multiSF_6": {"enable": true, "radio": 1, "if": 100000}, "chan_multiSF_7": {"enable": true, "radio": 1, "if": 300000},我们以第一条为例 chan_multiSF_X,指的是这个频点是可以接收多个SF的,这种频点最多可以有8个，这是由硬件决定的 enable：true表示这个频点开启 "radio":0，表明此信道的中心频点是radio_0的中心频点 "if": -300000,表明此信道在中心频点上偏移-300000Hz 故此条配置的含义是： 此频点可接收多个SF 此频点为radio_0.freq-300000=474600000-300000=474300000=474.3MHz 设置基站的IDgateway_conf.gateway_ID即是 如何设置基站的LoRaWAN NS指向 gateway_conf.server_address为NS的地址 gateway_conf.serv_port_up为NS的上行端口 gateway_conf.serv_port_down为NS的下行端口 如何设置基站的发射功率基站的发射功率 首先是要有个radio的tx_enable是true的，即表示通过此芯片发送下行，这个和硬件有关，不过大部分情况下都是radio_0（大家都参考的原厂的参考设计） tx_freq_min，tx_freq_max设置的是发射的最大，最小频点范围 tx_gain_lut是tx power的一个具体配置表，也就是说，当基站收到NS的下发命令时，会按照指定功率进行下发，若指定的功率不在这个表里面，那么可能就不会进行下发了，此表为什么这配我也不清楚，一般情况下不要去改动它 |
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