【LoRaWAN】展厅的 LoRaWAN灯控项目部署及开发分享

原理

此示例使用LoRaWAN的传输，第三方客户端使用mqtt协议与LoRaWAN服务器进行交互，下发控制控制协议与下方节点通信，控制模块IO的例程，示例仅作为演示使用，内部握手交互逻辑单一较为简单，下面我们一起来分分析整个案例。

准备工作

服务器搭建

这里的服务器搭建我选择了免费测试的TTN服务器，申请账号——添加网关——添加节点模组即可，步骤如下
搜索ttn，https://www.thethingsnetwork.org/
创建账号
在这里插入图片描述
加入网关
记住这里的网关eui，请填写网关真正的eui参数

增加节点
节点加入方式是ABP，自动生成密钥，密钥在稍后的的的代码中会用到

在这里插入图片描述
至此我们的服务器搭建工作已经完成，我们添加了网关的必要参数eui，并且成功添加了一个使用ABP入网的设备，下一步我们配置网关参数，让网关连接我们的服务器

网关配置连接路由

这里我们使用RG-02网关，网关的参数连接如下RG-02网关
（1）连接网关热点，热点为AiThinker开头，密码为12345678
（2）访问网关后台，浏览器直接输入10.130.1.1:8000
（3）进入AP页面修改网关连接的热点，把它连接到公网路由上，之后就不需要连接热点访问了，访问地址可以改为路由分配给网关的地址了（局域网内）
（4）记得点击勾选和保存
在这里插入图片描述
配置网关连接服务器
（1）登入网关后台，进入lorawan配置界面
（2）lorawan界面可以查看网关的真实EUI，这个参数是我们服务器加入网关必填的真实参数
（3）更改网关的服务器接口，接口在TTN服务器内获取
（4）检查一遍lora的频段参数，一定设置未ttn的470段
如下图
在这里插入图片描述

源码分析

上面已经把服务器和网关搭建好了，接下来我们使用官方的SDK修改一份代码，代码内容包括节点密钥的填写，入网方式的更改
源码路径
在这里插入图片描述
入网配网参数修改
这里我们使用的ABP入网参数，参数需要与服务器节点设备设置的参数一致

#define LORAWAN_APP_PORT                            2
   
static uint8_t DevEui[] = LORAWAN_DEVICE_EUI;
static uint8_t AppEui[] = LORAWAN_APPLICATION_EUI;
static uint8_t AppKey[] = LORAWAN_APPLICATION_KEY;

#if( OVER_THE_AIR_ACTIVATION == 0 )

static uint8_t NwkSKey[] = LORAWAN_NWKSKEY;
static uint8_t AppSKey[] = LORAWAN_APPSKEY;
static uint32_t DevAddr = LORAWAN_DEVICE_ADDRESS;

上行数据

/*!
 * \brief   Prepares the payload of the frame
 */
static void PrepareTxFrame( uint8_t port )
{
    
    
    AppDataSize = 4;
    AppData[0] = 0x00;
    AppData[1] = 0x01;
    AppData[2] = 0x02;
    AppData[3] = 0x03;
}

下行数据

/*!
 * \brief   MCPS-Indication event function
 *
 * \param   [IN] mcpsIndication - Pointer to the indication structure,
 *               containing indication attributes.
 */
static void McpsIndication( McpsIndication_t *mcpsIndication )
{
    
    
    int i = 0;
    if( mcpsIndication->Status != LORAMAC_EVENT_INFO_STATUS_OK )
    {
    
    
        return;
    }

    printf( "receive data: rssi = %d, snr = %d, datarate = %d\r\n", mcpsIndication->Rssi, (int)mcpsIndication->Snr,
                 (int)mcpsIndication->RxDatarate);
    switch( mcpsIndication->McpsIndication )
    {
    
    
        case MCPS_UNCONFIRMED:
        {
    
    
            break;
        }
        case MCPS_CONFIRMED:
        {
    
    
            break;
        }
        case MCPS_PROPRIETARY:
        {
    
    
            break;
        }
        case MCPS_MULTICAST:
        {
    
    
            break;
        }
        default:
            break;
    }

    // Check Multicast
    // Check Port
    // Check Datarate
    // Check FramePending
    if( mcpsIndication->FramePending == true )
    {
    
    
        // The server signals that it has pending data to be sent.
        // We schedule an uplink as soon as possible to flush the server.
        OnTxNextPacketTimerEvent( );
    }
    // Check Buffer
    // Check BufferSize
    // Check Rssi
    // Check Snr
    // Check RxSlot
    if( mcpsIndication->RxData == true )
    {
    
    
    }
    
    if(mcpsIndication->BufferSize) {
    
    
        printf("Received: ");
        for(i=0; i<mcpsIndication->BufferSize; i++) {
    
    
            printf("%x ", mcpsIndication->Buffer[i]);
        }
    }
    printf("\r\n");
}

发布MQTT下行数据

阅读MQTT下行数据规则，TTN服务器mqtt规则

Topic说明

客户端订阅服务器Topic，进行数据交互
本次订阅的发布的top如下

v3/app1@tenant1/devices/dev1/down/push
例如:
v3/zt-smart-light-01@ttn/devices/eui-70b3d57ed005e33f/down/push
//说明：根据规则，我们将app1@tenant1替换成自己的设备名，dev1替换成我们真实的设备EUI，这些信息可以在我们的TTN服务器设备管理内获取到

消息负载说明

我们向这个上述Topic下发如下所示数据，通过更换负载payload信息来控制灯的亮灭，数据如下

{
    
    
  "downlinks": [{
    
    
    "frm_payload": "AA==", //负载信息，base格式的AA==表示关灯，AQ==则表示关灯
    "f_port": 15,          //端口
    "priority": "NORMAL",
    "class_b_c": {
    
    
      "gateways": [
        {
    
    
          "gateway_ids": {
    
    
            "gateway_id": "eui-94c9604857123456" //这里根据自己的设备填写真实的网关EUI参数，可以在网关或者服务器上获取
          }
        }
      ]
    }
  }]
}

MQTT客户端

MQTT客户端使用手机app，IOT MQTT面板
【软件名称】iot MQTT面板
【软件大小】19.04MB
【软件介绍】
基于MQTT协议的智能家居物联网遥控。
该应用程序允许您基于MQTT协议管理和可视化物联网项目。
有了这个应用程序，您可以在一分钟内制作DIY智能家居项目。配置非常简单。应用信息页面提供了详细记录的FAQ和用户指南。
1.支持MQTT（TCP）和Websocket（有用的特殊防火墙限制网络）协议。
2.用于安全通信的SSL。
3. JSON支持订阅和发布消息。
4.面板自动订阅和/或发布主题，因此实时更新。
5.旨在有效地与公共经纪人合作（使用设备前缀）。
6.来自经纪人的已发送和已接收时间戳。
7.材料设计。
8.灵活的面板宽度，合并任何面板
9.超过250个图标可自定义特定面板。
10.黑暗主题，适合在低光照条件下使用。
11.克隆连接，设备或面板，轻松配置
12.导入/导出应用程序配置，以便与多个设备轻松共享。
13.在后台运行并自动重新连接。