Setup za relativno povoljan DIY LoRa gateway kakve koristimo u Radioni za The Things Network / SmartZG mrežu.

Što je LoRa? LoRa WAN je protokol za kontrolu pristupa medijima za širokopojasne mreže dizajniran tako da omogućava uređajima male potrošnje da komuniciraju s povezanim Internet aplikacijama putem bežičnih veza velikog dometa.

Što je The Things Network? TTN je globalna community-based mreža za Internet of Things (IoT) bazirana na LoRa tehnologiji, napravljena s ciljem kreiranja robusne mreže i olakšavanja primjene ove tehnologije za različite aplikacije.

Što je SmartZG? SmartZG je naziv za Radioninu inicijativu postavljanja LoRa gatewaya u Zagrebu baziranih na TTN mreži, a s ciljem osiguravanja minimuma pokrivenosti potrebne za eksperimentiranje i korištenje ove tehnologije.

LoRa Gateway se sastoji od koncentratora (u našem slučaju RAK831) – radio frontend modula koji omogućava primanje (i slanje) LoRa paketa poslanih s node modula, te host-boarda (u našem slučaju Raspberry Pi računala) – na kojem se nalazi software i koji putem SPI protokola komunicira i kontrolira s frontend modulom.

1. RAK831 LoRa Gateway Concentrator Module (868MHz)
2. Raspberry Pi 2, 3 ili Raspberry Pi Zero W
3. MicroSD kartica
4. žice i protoboard
5. antena i pigtail
6. napajanje 5v 2A (ili druga voltaža uz regulator na 5v)
7. mrežni kabel (ako ne ide preko WiFi-ja)
8. vodonepropusna kutija i uvodnice (za vanjsku instalaciju)

• nikada ne uključivati RAK831 bez spojene antene jer ga tako možete ga spržiti!
• za povezivanje RAK831 i RPi-a koristiti kratke kabele ili još bolje napraviti malu pločicu
• koristiti kvalitetno napajanje (5v, 2000mA)

Moduli se mogu spojiti na isto napajanje ili svaki odvojeno. U svakom slučaju potrebno je povezati uzemljenja između modula. Napomena: Nije moguće napajati RAK831 modul samo preko RPi 5v pina!

Može se kupiti i shield https://github.com/hallard/RAK831-Zero

Skini image Raspbian Jessie Lite i pomoću Etcher-a snimi na MicroSD karticu.

Kako bi omogućili SSH pristup na boot particiji SD kartice potrebno je kreirati prazni file imenovan ssh.

Ako ćemo se na internet spajati putem WiFi-ja, to možemo napraviti tako da na boot particiji napravimo file wpa_supplicant.conf sa sljedećim sadržajem:

network={
   ssid="testing"
   psk="testingPassword"
}

Nakon boota sadržaj file se iskopira u /etc/wpa_supplicant/wpa_supplicant.conf pa se tamo može editirati.

Stavite karticu u Raspberry, pronađite ga na mreži i SSH-om se spojite.

sudo raspi-config

1. expand-ajte particiju ([7] Advanced options → A1 Expand filesystem)
2. uključite SPI ([5] Interfacing options → P4 SPI)

Updejtate sistem i instalirajte git:

sudo apt-get update && sudo apt-get upgrade
sudo apt-get install git

Promjenite defaultni password:

sudo passwd

Kako bi osigurali da se Raspberry u slučaju prekida WiFi veze ponovo spoji najjednostavnije je instalirati network manager. Npr.:

sudo apt-get install wicd-curses
sudo wicd-curses

Odabrati našu WiFi mrežu i u postavkama uključiti check-box Automatically connect to this network

Osim toga provjerite da li je uključen Power Management za WiFi adapter. Ako komada iwconfig vrati Power Management:on, potrebno ga je isključiti komandom

sudo iwconfig wlan0 power off

Komandu treba izvršiti pri svakom rebootu, pa u file rc.local treba dodati liniju iwconfig wlan0 power off prije linije exit 0

Ovo nije potrebno, ispravni kod za restart se već nalazi u /opt/ttn-gateway/bin/start.sh

Preporuča se da se pri svakom startu Raspberry Pi-ja resetira i RAK831 modul prije nego LoRa pristupi hardware-u. To možemo napraviti preko shell skripte. U našem slučaju RST (Reset pin) RAK831 modula je spojen na GPIO25, i file treba izgledati ovako:

#!/bin/bash
echo "25" > /sys/class/gpio/export
echo "out" > /sys/class/gpio/gpio25/direction
echo "1" > /sys/class/gpio/gpio25/value
sleep 5
echo "0" > /sys/class/gpio/gpio25/value
sleep 1
echo "0" > /sys/class/gpio/gpio25/value

Skriptu treba učiniti izvršivom:

sudo chmod +x rak831_reset.sh

Kako bi se izvršava pri svakom bootu, u fajlu /etc/rc.local prije linije exit 0 treba dodati /home/pi/rak831_reset.sh

git clone -b spi https://github.com/ttn-zh/ic880a-gateway.git ~/ic880a-gateway
cd ~/ic880a-gateway
sudo ./install.sh spi

Instalacija će vam izbacit vaš gateway EUI. Zapišite ga, trebat će vam dalje pri on-line registraciji.

“Do you want to use remote settings file?”. Odaberite No

Ako ga već nemate, kreirajte account i ubacite podatke o gatewayu.

https://www.thethingsnetwork.org/docs/gateways/registration.html

• Uključite checkbox I'm using the legacy packet forwarder i upišite vaš EUI.
• Frequency plan: Europe 868Mhz
• Router: ttn-router-eu
• Location: izaberite na mapi

systemctl status ttn-gateway.service

sudo apt-get install tcpdump

sudo tcpdump -AUq port 1700

sudo tail -f /var/log/syslog

• https://www.hackster.io/naresh-krish/getting-started-with-the-rak-831-lora-gateway-on-rpi-zero-w-c95fed
• https://www.hackster.io/naresh-krish/getting-started-with-the-rak-831-lora-gateway-and-rpi3-e3351d
• https://yadi.sk/d/lN18X97U3NUYbq
• https://docs.wixstatic.com/ugd/eccc1a_d43b3b29dfff4ec2b00f349ced4225c4.pdf
• http://www.ftn.kg.ac.rs/download/SIR/SIR%20Nikola%20Jovanovic%20879_2014.pdf
• https://github.com/hallard/RAK831-Zero
• https://www.thethingsnetwork.org/labs/story/rak831-lora-gateway-from-package-to-online
• https://github.com/ttn-zh/ic880a-gateway/wiki
• https://github.com/kersing/gateway-workshop
• https://github.com/jpmeijers/ttn-resin-gateway-rpi
• https://github.com/ch2i/LoraGW-Setup
• https://os.mbed.com/docs/v5.8/reference/building-your-own-private-lora-network.html
• http://irnas.eu/other%20projects/2018/04/17/irnas-outdoor-lorawan-gateway
• https://www.youtube.com/watch?v=wnHwWGqUUyc