Einfache LoRaWAN-Knoten für das IoT

Um Irrtümern vorzubeugen, gestatten Sie mir den Hinweis auf die verfügbaren Ausgaben des angegebenen Titels.

Neben den hier angegebenen Printausgaben gibt es auch wieder Kindle-Versionen, die im Kindle Reader oder mit dem Kindle Cloud Reader im Webbrowser gelesen werden können:

Einfache LoRaWAN-Knoten für das IoT:
mit Update für The Things Stack Community Edition

ISBN 978-3-907857-43-4

2. Auflage erschienen April 2021

166 Seiten, Preis € 13.70


Einfache LoRaWAN-Knoten für das IoT 

ISBN 978-3-907857-35-9

Erschienen September 2018

104 Seiten, Preis € 10.59


Vorwort zur 2. Auflage

LoRaWAN hat sich als Kommunikationslösung im IoT hervorragende entwickelt. Für den Maker bzw. nichtkommerziellen Einsatz hat The Things Network (TTN) sicher viel dazu beigetragen.

Wie Jan Stocking in der Eröffnungsrede der Things Conference 2021 angekündigt hat, wird The Things Network auf The Things Stack V3 aktualisiert.

The Things Industries wird alle Cluster von TTN betreiben. Hostnamen, Versionen, Konfiguration, Funktionen usw. werden harmonisiert. Der erste Cluster von TTN V3 https://eu1.cloud.thethings.network/console ist bereitgestellt. Die Migration ist im Gange.

The Things Industries ist eine kommerzielle Einheit, die LoRaWAN-Netzwerkserver für Unternehmen mit erweiterten Funktionen und professionellem Support für Unternehmen bietet. Das Kernprodukt ist der Open-Source-Netzwerkserver namens The Things Stack (auch von TTN verwendet).

Die TTN V2-Software wurde auf The Things Stack Community Edition (auch als TTN V3 bekannt) aktualisiert. Die vorhandenen Benutzer von TTN V2 müssen ihre Gateways und Geräte auf The Things Stack Community Edition migrieren, da die Cluster von TTN V2 gegen Ende 2021 geschlossen werden. Dieser Umstellungsprozess hat mich dazu bewogen, die vorliegende 2. Auflage unter Berücksichtigung der The Things Stack Community Edition zu erstellen.

Zusätzlich stelle ich Ihnen neben dem Dragino LHT65 Temperatur- und Feuchtigkeitssensor und dem M5Stack COM.LoRaWAN die gerade für batteriebetriebene LoRaWAN-Knoten hervorragend geeigneten Heltec CubeCells vor. Ebenfalls von Heltec kommt das Dual-Channel Gateway HT-M00, mit dem Sie ohne Kostenrisiko TTN V3 schon einmal testen können, bevor Sie später den Umstieg von TTN V2 auf TTN V3 in Angriff nehmen.


2021-05-08/ck

Einfache LoRaWAN-Knoten für das IoT

LORIOT – Decodierung der Payload

In einer Anwendung sendet ein ERS Lite – LoRaWAN Raumsensor alle 15 min Daten für Temperatur, rel. Luftfeuchtigkeit und die Batteriespannung an den LORIOT-LoRaWAN-Server

Last messages

In den WebSocket Application ist mit WebSocket sample, eine Beispielanwendung gegeben, die den Verlauf von Daten in einer Tabelle anzeigt. Mit Javascript lassen sich diese Daten in eine lesbare Form decodieren.

Websocket Application

Die vom ERS Lite – LoRaWAN Raumsensor erzeugte Payload ist folgendermaßen aufgebaut:

Data Frame

Jedes Datenelement wird eingeleitet durch eine Typangabe, gefolgt von der diesem Typ zugeordneten Anzahl von Datenbytes.

Über Decode data öffnet sich ein Editor und der folgende Javascript-Code erzeugt die lesbare Ausgabe der Payload.

 

/*
In this editor, you can define your custom javascript code to parse the incoming data.
The following variables are available:

data : hex string of the data
p : array of bytes represented as string of 2 hex digits
v : array of bytes represented as integers
msg.EUI : device EUI
msg.fcnt : message frame counter
msg.port : message port field
msg.ts : message timestamp as number (epoch)

Last line of your script will be printed to the data payload column.
*/

var temp = parseInt((p[1] + p[2]),16)/10;
var humi = parseInt(p[4],16);
var vdd = parseInt((p[6] + p[7]),16)/1000;
var data = "Temperature: " + temp + " Humidity: " + humi + " VDD: " + vdd;

data;

Loriot Payload

 

LORIOT – Decodierung der Payload

Dragino LoRa I/O Controller

Die Dragino LoRa I/O Controller sind Long Range LoRa I/O Controller.

Das Dragino LT-33222-L weist verschiedene I/O Interfaces auf:

  • 2x Spannungseingang 0-30 V DC
  • 2x Stromeingang 0 – 20 mA
  • 3x digital Input (optisch entkoppelt)
  • 3x digital Output (optisch entkoppelt)
  • 2x Relaisausgang

Die Dragino LoRa I/O Controller ermöglichen eine einfache Installation eines LoRaWAN-Knotens in einem LoRaWAN-Netzwerk.

Ist ein LoRaWAN-Netzwerk vorhanden, dann kann der Dragino LoRa I/O Controller einfach für dieses Netzwerk konfiguriert werden, anderenfalls kann ein lokales LoRaWAN Gateway die Verbindung zum LoRaWAN-Server herstellen. Im einfachsten Fall kann hier bereits ein Single-Channel Gateway helfen.

Der Dragino LoRa I/O Controller LT-33222-L ist gekennzeichnet durch

  • STM32L072CZT6 MCU
  • SX1276/78 LoRa Wireless Chip
  • LoRaWAN Class A & Class C protocol
  • Optional Customized LoRa Protocol
  • Bands: CN470/EU433/KR920/US915/EU868/AS923/AU915
  • AT Commands zur Konfiguration

Jeder ausgelieferter Dragino LoRa I/O Controller ist mit den zur Integration in ein LoRaWAN-Netzwerk erforderlichen Daten versehen, die auf einem entsprechenden Kleber aufgedruckt sind. Erlaubt der LoRaWAN-Server das Ändern dieser Daten nicht, dann können sie auch überschrieben werden.

Dragino LT-33222 Keys

Die Konfiguration des Dragino LoRa I/O Controllers erfolgt über die serielle Schnittstelle mit Hilfe von AT-Kommandos.

serial output

Ist der  Dragino LoRa I/O Controllers im Netzwerk sichtbar, dann erhält man die folgenden Uploads:

TTN Payload

Im letzten Byte der Payload des Uploads sind die digitalen I/Os abgebildet:

DIO

In der Payload sind die beiden Zustände am Eingang DI3 markiert. Ist DI3 mit GND verbunden (DI3 = 0), dann ist das letzte Byte der Payload gleich 0x18. Bleibt der Eingang DI3 unbeschaltet (DI3 = 1), dann ist das letzte Byte der Payload gleich 0x38.

Die Dokumentation zum Dragino LoRa I/O Controller ist unter den folgenden Links verfügbar:

Der Dragino LoRa I/O Controller  LT-33222-L wurde mir dankenswerterweise von bastelgarage.ch zur Verfügung gestellt.

Dragino LoRa I/O Controller

Kerlink Wirnet iFemtoCell – Kleines LoRaWAN Indoor Gateway mit großer Leistung


SmartMakers befähigt mittelständische und große Unternehmen das Potential des IoT für sich nutzen zu können. Mit einem Baukastensystem für das IoT-Enablement wird das Ziel verfolgt, in kurzer Zeit möglichst konkrete Ergebnisse zu liefern, die einfach umsetzbar sind.

Im IoT-Shop sind zahlreiche Komponenten namhafter Hersteller zu finden, die die Umsetzung von IoT-Projekten.

Im Blog werden aktuelle Informationen zu eingesetzten Komponenten, Technologie u.a.m. verbreitet.

In der neuesten Ausgabe  mit dem Titel „Kerlink Wirnet iFemtoCell – Kleines LoRaWAN Indoor Gateway mit großer Leistung“ wird das Wirnet iFemtoCell LoRaWAN Gateway sowie dessen Integration bei TTN und Loriot vorgestellt. Außerdem wird gezeigt, wie eigene Tools auf dem Gateway installiert werden können.

Leider ist mittlerweile dieser Link nicht mehr aktiv, weshalb ich Ihnen hier den Link zum Beitrag zur Verfügung stelle: 2018-09-27 Wirnet iFemtoCell LoRaWAN Gateway


Update 2021-04-22/CK

Kerlink Wirnet iFemtoCell – Kleines LoRaWAN Indoor Gateway mit großer Leistung

Einfache LoRaWAN-Knoten für das IoT

Einfache LoRaWAN-Knoten für das IoT lassen sich zu geringen Kosten bereits erstellen.

Auf der Basis der folgenden Devices habe ich LoRaWAN-Knoten aufgebaut und ins TTN eingebunden:Nodes-1.png

  • LoRaGo MOTE
  • radino32 SX1272
  • Heltec Wifi LoRa 32
  • Arduino MKR WAN 1300

als kommerzielles Beispiel habe ich einen ERS Lite – LoRaWAN Raumsensor  eingesetzt.

Die Ergebnisse sind in einem eBook zusammengefasst. Printausgabe ist nun auch verfügbar.

Einfache LoRaWAN-Knoten für das IoT

Arduino MKR WAN 1300 als LoRaWAN Node

Mit der Arduino MKR Series wurde ein neuer Standard hinsichtlich Formfaktor, Leistungsfähigkeit und Funktion im Arduino-Universum geschaffen. Die Arduino MKR Boards zeichnen sich durch eine kompakte Bauform, einen leistungsfähigen 32-Bit Cortex-M0+ Mikrocontroller SAMD21 von Atmel sowie einen Anschluss und die Ladeschaltung für einen LiPo-Akku aus.

Für die LoRaWAN Konnektivität ist aus dieser Serie der Arduino MKR WAN 1300 von Interesse, der eine Kombination aus einer SAMD21 Cortex-M0+ 32-Bit Low Power ARM MCU und einem Murata LPWA Module CMWX1ZZABZ besteht

abx00017_front

abx00017_back

Die Inbetriebnahme kann gemäss https://github.com/gonzalocasas/arduino-mkr-wan-1300 erfolgen. Die OTAA-Authentifizierung erfolgt problemlos. Will man ABP, z.B. für ein Single-Channel-Gateway verwenden, dann muss zuerst ein Firmware-Update erfolgen.

Hierzu ist in den Examples das File MKRWANFWUpdate_standalone.ino vorhanden, welches das Update durchführt.

Mit der Firmware Version ARD-078 1.1.6 war nun auch die ABP-Authentifizierung möglich.

MKRWAN_hello_abp

Arduino MKR WAN 1300 als LoRaWAN Node

Dragino LoRa Sensor Node LSN50

LSN50 ist ein Long Range LoRa Sensorknoten. Es ist für den Einsatz im Freien konzipiert und wird mit Li/SOCl2-Akkus im Langzeit-Einsatz betrieben und die Datenübertragung sicher zu stellen. Maker und Entwickler erhalten eine Grundlage für die schnelle Implementierung von LoRa-, LoRaWAN- und IoT-Lösungen.

LSN50 verwendet den LoRa-Transceiver SX1276/SX1278 von Semtech und einen  STM32L072xx-Mikrocontroller.

LSN50 ist ein Open-Source-Produkt, es basiert auf den STM32Cube-HAL-Treibern und viele Bibliotheken können auf der ST-Site für eine schnelle Entwicklung gefunden werden.

Ein umfangreiches Wiki führt durch die einzelnen Stufen der Inbetriebnahme. Hier sollen einzelne Aspekte der Arbeit mit dem LSN50 detailliert betrachtet werden.

„Dragino LoRa Sensor Node LSN50“ weiterlesen

Dragino LoRa Sensor Node LSN50

LoRaWAN für Maker und Entwickler

 TTN

The Things Network (TTN) ist ein globales, offenes, freies und dezentrales Internet der Dinge (IoT). Indem das TTN eine Infrastruktur für das IoT bereitstellt, soll der Prozess der Innovationsförderung rund um das IoT unterstützt werden.

Das TTN ist ein Low Power Wide Area Network (LPWAN) auf Basis von LoRaWAN und Bluetooth LE. Der in der Zeitschrift DESIGN & ELEKTRONIK erschienene Beitrag verfolgt das Ziel, die Grundlagen zu LoRaWAN zu vermitteln und die durch das TTN gegebenen Möglichkeiten aufzuzeigen und zu nutzen.

DESIGN & ELEKTRONIK 06/2017, S. 8 – 13

LoRaWAN für Maker und Entwickler

Erster LoRa Blogbeitrag

Im IoT sind abgesetzte Knoten, d.h. Netzwerkknoten, die ohne drahtgebundene Versorgung und Kommunikation auskommen, ein wichtiger Bestandteil. Gerade Sensorknoten lassen sich nur dann an nahezu beliebigen Standorten installieren, wenn diese Voraussetzung erfüllt wird.

Ich befasse mich mit der Erprobung von LoRa und LoRaWAN, um diese Technik besser kennen zu lernen und für eigene Zwecke zu nutzen.

Erster LoRa Blogbeitrag