Edge101

LoRaWAN简介

LoRaWAN：一种距离达数公里的超低功耗无线通讯技术，适用于户外长期部署。

假如你的房子有个院子。院子里种了各种花草，还有动物圈舍。前院种了各种树木。还有一个水池，里面养了各种各样的鱼，或者你还搭建了一个GreenHouse用来培养花草。

你在房子里面布设了多个路由器组成的WIFI网络，以便于让WIFI无死角的覆盖你的整个房子。同时，你喜欢智能家居和物联网，如智能灯光，智能窗帘，智能电饭煲，智能空调，智能热水器等等。这些智能设备都通过WIFI或者蓝牙接入到网络中。

但同时，也有一些遗憾。因为你想让你的院子里面也都用上物联网设备。例如：

  • 后院的花草装上土壤传感器，以便于随时检测土壤湿度和养份情况，甚至做自动浇水的系统。
  • 在户外的亭子上安装气象站，用户观测风速、风向、户外温湿度、光照度等。
  • 动物圈舍装上空气质量传感器，以便于打开通风系统，或者对圈舍进行打扫通知。
  • 水池装上水质传感器，随时检测PH值，以便里面的鱼能愉快的生活，并提示及时换水。
  • 储水塔装上水质传感器和水位传感器，以便于检测水质安全，并实现自动抽水的目的。
  • 在前院和后院装上防盗报警系统，让自己对安全放心。

但这些要求目前的智能家居产品无法给到你这些！

  • 使用WIFI的话，WIFI太费电无法长期工作；
  • 使用蓝牙的话，仅10来米信号距离完全不适用；
  • 使用NBIoT的话，每个传感器都需要给运营商额外支付流量费；
  • 使用RS485有线工业产品的话，铺设线路复杂繁多；

有没有一种无需布线，信号可以覆盖整个房子，但又像WIFI那样标准化且私有且免费的无线网络呢？

LoraWAN就是这样的无线网络：标准化、低功耗、远距离信号覆盖、完全免费。

空旷地区，LoraWAN信号可有效覆盖4Km以上！这意味着LoraWAN不仅能用于家庭，还能广泛应用于农业、工业及城市物联网系统！

为了满足全球不同地区的无线通信需求和规范，以及为了避免频谱干扰，确保LoRaWAN设备在不同地区之间的互操作性和频谱效率，LoraWAN在不同的地区采用不同的频段：

  • 欧洲频段：863-870MHz频段（简称868频段）：这个频段在欧洲广泛使用，由欧洲电信标准协会（ETSI）管理。
  • 美洲频段：902-928MHz频段（简称915频段）：这个频段在在美洲地区使用，由美国联邦通信委员会（FCC）规定并使用。
  • 亚洲频段：923-925MHz频段：这个频段在亚洲地区被广泛采用，以满足当地不同国家的频谱规定。
  • 中国频段：470-510MHz频段（简称470频段）：由中国无线电管理委员会（MIIT）管理。这个频段在中国被广泛应用于低功耗广域网通信，并且符合中国国内的频谱规定。

产品介绍

这是一款功能丰富、信号稳定、通讯距离远、上手简单等特点。非常适合物联网爱好者用于户外物联网开发与部署的LoRaWAN网关。

一款网关的好坏，核心取决于通信的距离和稳定性。DF-LoRaWAN网关采用Semtech公司8通道LoRa基带芯片SX1302，同时，大幅度优化了天线匹配电路的设计，通讯稳定可靠，同类产品已无法正常入网和通讯的情况下，DF网关依然能正常通讯。

比路由器设置还简单：小学生都能完成入网

DF-LoRaWAN网关采用了全新扫描入网方式，节点自动注册及入网。这一创新的入网方式将LoRaWAN复杂的上手门槛大幅度降低。即便是LoRaWAN新手，也能快速完成节点的入网。相比同类产品繁琐复杂的入门流程，DF让入网变得和WIFI连接一样的简单。

不仅如此，我们还提供了从入门到进阶的详细教程供你学习。硬件、软件、教程都充分考虑了你的上手门槛，学习与项目部署将变的毫无压力。

集成SIoT本地服务器：应用将变的无比简单与高效

以往，你要使用LoRaWAN的话，有两种方式：

  1. 网关将数据转发到云端服务器
  2. 自建本地服务器，网关将数据转发到本地服务器

DF-LoRaWAN网关集成了SIoT本地局域网服务器，你可以通过MQTT直接访问网关内置的服务器来对网关读取或者写入数据。这意味着你无需自己搭建服务器，不仅能节省了服务器的高额开销，还能大幅度简化你的项目复杂程度。你所需要做的仅仅就是读取数据，写入数据，和串口通讯一样的简单。

内置数据解析器：数据所见即所得，无需面对复杂的未解析数据

DF-LoRaWAN网关内置数据解析器，你所看到的数据都是解析后的数据，如28℃、50cm、湿度70%等。而不是一大堆未解析的、看不懂的数据。这些数据你可以直接在SIoT内调用，或者在显示屏显示，或用于条件触发。

同时，我们也预留了js编辑功能，这样，你可以解析自己独有的传感器数据，或者加入更符合自己个性的条件，让数据更有效的利用，项目变的更加生动和有趣。

集成nodeRED图形化编程
Node-RED 是一款基于流程编程的可视化开发工具它以节点（Node） 为基本单元，通过连线（Wire） 连接不同节点形成数据流流程，实现快速构建应用程序、API、自动化任务或物联网（IoT）系统。
其核心特点是低代码 / 可视化编程，用户无需深入编写复杂代码，只需拖拽节点、配置参数并连接逻辑，即可完成功能开发。

多种联网方式：板载以太网、WIFI，满足各种联网条件

DF-LoRaWAN网关板载以太网、WIFI多种通讯方式，能满足你不同条件下的联网需求。

你能使用电脑或者手机连接热点对网关进行参数配置。当你把网关安装在墙上等不方便触达的地方时，连接热
点能非常方便的进行网关配置操作。

规格参数

电源参数

USB-TYPE-C口：5V 2A

DC2.1供电口：7-12V 2A

LoRaWAN参数

通道：×8

工作频段：868MHz

发射功率：27DBm MAX

协议：Class A/Class C

灵敏度：-140dBm@292bps

天线座：SMA

天线：增益5db

网络参数

WIFI：IEEE 802.11 b/g/n (2.4G)

AP热点：IEEE 802.11 b/g/n (2.4G)

以太网：百兆网口×1

系统参数

CPU：四核Cortex-A35，频率最高1.3GHz

内存：512 MB DDR4 RAM

闪存：16GB eMMC

RTC：内置

RST按键：×1

BOOT按键×1

固件更新：USB-TypeC

物理参数

产品尺寸：长142mm宽102mm高30mm（不含天线）

产品重量：445g（含包装、电源）/188g（网关主机+天线）

外壳材质：环保ABS

支持的国家

  1. Germany - 德国
  2. France - 法国
  3. Netherlands - 荷兰
  4. Switzerland - 瑞士
  5. Belgium - 比利时
  6. Luxembourg - 卢森堡
  7. Romania - 罗马尼亚
  8. Denmark - 丹麦
  9. Estonia - 爱沙尼亚
  10. Finland - 芬兰
  11. Norway - 挪威
  12. Sweden - 瑞典
  13. Austria - 奥地利
  14. Ireland - 爱尔兰
  15. Portugal - 葡萄牙
  16. Spain - 西班牙
  17. Italy - 意大利
  18. Greece - 希腊
  19. Hungary - 匈牙利
  20. Czech Republic - 捷克共和国
  21. Slovakia - 斯洛伐克
  22. Moldova - 摩尔多瓦
  23. Gibraltar - 直布罗陀
  24. Guernsey - 根西岛
  25. Isle of Man - 马恩岛
  26. Turkey - 土耳其
  27. Ukraine - 乌克兰
  28. Slovenia - 斯洛文尼亚
  29. United Kingdom - 英国
  30. Malta - 马耳他
  31. Monaco - 摩纳哥
  32. Montenegro 黑山
  33. Latvia - 拉脱维亚
  34. San Marino - 圣马力诺
  35. Bosnia and Herzegovina - 波黑
  36. North Macedonia - 北马其顿
  37. Bulgaria - 保加利亚
  38. Albania - 阿尔巴尼亚
  39. Liechtenstein - 列支敦士登
  40. Vatican City - 梵蒂冈
  41. Poland - 波兰
  42. Croatia - 克罗地亚

功能说明

正面：

背面：

USB口：

支持使用USB接口供电，供电电压为5V。参考上述功能指示图。你可以使用各种手机充电头、电脑USB口为网关供电。为了确保网关稳定运行，建议功率大于10W，对应的电流为2A。

DC2.1口：

支持使用DC2.1接口供电，供电电压为7V-12V，参考上述功能指示图。为了确保网关稳定运行，建议功率大于20W，对应的电流大于2A。

首次使用

产品准备

网关：

  • LoRaWAN网关 *1
  • LoRaWAN天线 *1
  • TYPE-C 线 *1

节点设备：

  • LoRaWAN 节点控制终端 *1
  • LoRaWAN 节点天线 *1
  • TYPE-C 线 *1

安装网关及节点天线

将网关及节点天线分别安装在其天线接口上，如图所示：

USB口连接网关

使用USB线连接网关的USB口至电脑USB口。此时，网关通电并启动。约1分钟后，网关启动完成，LoRa指示灯亮起。

注：请使用高质量USB连接线，质量低劣的USB线会导致供电不足或通讯异常，网关无法正常工作。

安装驱动（如已安装驱动请忽略）

网关无需安装外部驱动程序，仅需使用windows自带的驱动。使用方式如下：

搜索并打开设备管理器，然后对NDIS设备点击右键的更新驱动程序。

选择 "浏览我的电脑查找驱动程序“ ：

选择“让我从计算机上的可用驱动程序列表中选取” :

选择”Microsoft“中的”USB RNDIS Adapter“，然后点击下一步安装。

登录网关

打开浏览器，地址栏中输入“10.6.6.6”，点击回车。此时，页面弹出安全提示，如图所示。然后点击“高级”按钮，进入下一步。

注：LoRa灯未亮起时，说明网关未启动完成，此时，无法登录网关。

点击”高级“按钮后，出现安全提示，然后点击”继续前往10.6.6.6（不安全）“，进入网关系统。

注：由于网关系统采用的是Https协议，故浏览器会弹出安全提示，请放心点击，无安全风险。

首次使用网关时，弹出的会是登录密码界面，请跳过下方两个步骤，直接进入填写登录密码的介绍。

注册新设备

如果你是首次使用网关，在设置完国家和城市后，会进入设备注册设备的界面。如果你同时购买了全新的DFRobot出品的节点设备，此时为节点设备通电，采用扫描的方式自动入网。

找到节点设备外壳上的DVEUI编号，输入最后三位，然后点击下一步。

注：

1、扫描方式添加的新设备，仅限于全新且从未入网过的DFRobot的节点设备。

2、如果你不使用自动添加新设备的话，请点击弹窗的右上角的“×”关闭该窗口。

节点设备的DEUI编号位置如图所示：

输入了DEUI后三位后，点击下一步，弹出如下提示。此时，将全新的节点设备通电，并点击下一步。

此时，开始扫描新设备。如下图所示：

扫描注册设备完成，如图所示：

点击“完成”按钮后，此时，设备列表里便出现了新添加的设备。

查看实时数据

网关系统-功能说明

整体概览

网关系统分为功能导航栏、信息栏、语言及密码设置区、功能区。

导航栏：网关所有的主要功能均从导航栏进入。

信息栏：展示地区、网络、时间等信息。

语言及密码设置区：中英文语言切换、密码修改、地区修改等。

**功能区：**不同功能的详细设置区及数据展示区。

填写登录密码

如果你并非第一次进入网关系统登陆页面，会出现要求填写登录密码的界面，如图所示：

填写登陆密码，默认密码：admin

点击”登录“按钮，进入网关配置系统。

登录密码修改

你可以在任意时刻在如下图的位置修改你的网关登录密码。

节点设备

功能介绍

添加节点设备

点击“+”符号，添加新的节点设备。

弹出添加节点设备选择窗口。一共有三种方式添加节点设备：

  1. **自动添加：**填写节点设备EUI号的后三位后，能自动扫描添加设备，快速添加。该方式仅支持DF品牌的LoRaWAN节点设备。
  2. **手动添加：**手动填写设备EUI、APPKey等节点设备信息的方式添加设备。该方式支持所有品牌的LoRaWAN节点设备。
  3. **批量添加：**导入节点设备列表的CSV文件，批量添加节点设备到网关。

自动添加节点设备

自动添加节点设备是针对DFRobot的控制终端设计的更加简单和便利的一种扫描式设备添加方式。仅需输入3位的DEUI位数即可实现设备的添加。

点击 “+” 按钮，开始添加设备。

在弹出的窗口中选择“自动添加” 。

找到控制终端外壳上的DEUI设备编号，输入其后三位：

将控制终端插上USB口通电，然后点击下一步：

此时，网关将自动扫描刚通电的节点控制终端：

数秒钟后，节点控制终端被发现并注册完成：

点击“完成”按钮后，此时，设备列表里便出现了新添加的设备。

手动添加节点设备

点击手动添加：

点击“手动添加”后，弹出如下窗口，根据节点设备的相关信息。

所填写的信息，需要与节点设备保持一致，相关信息需查阅节点设备的相关信息。

示例如下，填写完成后，点击“确认添加”按钮后，弹出注册完成的提示，点击“完成”按钮，完成注册。

批量添加节点设备

当节点设备较多的时候，一个个的输入是一件工作量很大的事情，且容易出错。此时，可采用CSV格式批导入的方式，批量添加节点设备。具体方法如下：

准备CSV文件：

使用电子表格将节点信息录入表格，并保存为CSV格式。以下为CSV格式样本，可导入测试。

示例文件：Node List.rar

导入节点列表：

点击“+”后，在弹出窗口点击“批量添加”：

弹出批量添加窗口：

点击上传文件，并选择编辑好的CSV文件，系统自动识别了CSV文件中的设备参数。确认无误后，点击"确认添加“后，将会把CSV内的节点信息添加到网关设备列表中。

已添加：

设备设置

点击设备列表的齿轮图标，进入设备设置。

在设备设置功能里，能对设备的名称、类型、是否启用、等进行设置，这些都比较容易理解。
后面，将讲述解析数据这个独特的功能。

解析数据（测试阶段）

解析数据功能是一个和SIoT服务器联动的功能，目前处于测试状态。

解析数据功能是DFRobot为网关提供的一项将原始数据通过JS脚本解析为实际值的功能。允许用户通过编写JS脚本的方式对节点数据进行公式转换和解析。

同时，经过解析后的数据，会在网关内置的SIoT服务器内自动创建一个Topic，以便用户可以实时的获取这些数据。

在解析数据功能里，内置了四种功能：

  • RAW：输出原始数据，用户不可修改其中的代码。
  • TEXT：输出文本数据，用户不可修改其中的代码。
  • DTU：解释控制终端设备（SKU：DFR1120）的相关原始数据，并以实际值输出，用户不可修改其中的代码。
  • 自定义，用户可在自定义栏内任意修改其中的代码，并修改命名后将新建一个数据解析功能。

自定义解析脚本方法：

选择自定义选项，点击解析/验证：

弹出JS脚本编辑窗口，将编辑好的脚本粘贴在code区域，并在上方为脚本命名，验证通过后，点击保存按钮，保存脚本。

JS脚本示意：

以下代码演示了将获取的节点设备的16进制数据转换为文本数据。

function Decode(hexStr) { 
    var hexArray = hexStr.match(/.{1,2}/g).map(function(byte) {
        return parseInt(byte, 16);
    });
    var txt = String.fromCharCode.apply(null, hexArray);
    return { "text": txt };
}

功能步骤：

  1. 输入处理：函数接收一个十六进制字符串 hexStr作为输入
  2. 分割字符串：使用正则表达式 /.{1,2}/g将字符串分割成每两个字符一组，例如："48656c6c6f" 会被分割为 ["48", "65", "6c", "6c", "6f"]
  3. 转换为十进制数组：使用 map和 parseInt(byte, 16)将每个两位十六进制数转换为十进制数值，例如："48" → 72, "65" → 101, "6c" → 108 等
  4. 转换为文本：使用 String.fromCharCode.apply(null, hexArray)将十进制数值数组转换为对应的ASCII字符，例如：[72, 101, 108, 108, 111] → "Hello"
  5. 返回结果：返回一个包含解码文本的对象 {"text": txt}

当一个JS正确运行，且收到正确的数据后，会在SIoT服务器自动创建一个Topic。

项目管理

在LoRaWAN网络中，可能你会部署多套设备，他们分别对应不同的区域。由于设备的增加，将可能导致不方便管理和查看。所以，在网关中具有项目管理功能，方便合理分类管理你的设备。如图所示：

其中，“app-Built-in ” 为默认项目，点击左侧的 “项目” 图标，进入项目设置页面，点击 左上角的 “+” 号，弹出新建项目页面，输入项目信息后，即可添加新的项目。

注意：项目名称和描述只能使用英文字符，不能使用中文字符。

实时数据

实时数据

当节点设备在网关正确注册并通电后，节点会发送入网包及定时发送数据包到网关，此时，在数据页面能看到数据进入，实时数据功能主要用于部署设备时调试使用。

实时数据内的数据是没有保存的，退出页面或者新进入页面，数据都将会被清空。

在实时数据页面的上端，提供了一些数据筛选工具，可根据信噪比、信号强度、设备EUI、数据类型几种条件对数据进行筛选观察，避免数据太多，难以查看和分析。

同时，在右侧提供了导出数据的功能，可将数据导出为json格式保存在电脑里。

数据解释：

名称 解释
序号 收到数据的先后顺序，点击图标可展开查看详细数据信息
时间 收到数据的时间，时间为网关设定的时间
TYPE 数据类型
设备名称 节点设备的名称，该名称可由用户自定义
设备EUI 设备的唯一EUI编号，16位长度，通常标注在设备上
设备地址 由网关自动分配的节点设备地址编号
速率 当前的通讯速率，可在节点APP内修改该值，调节通讯的速率
SNR 信噪比，该值越小，信号的信噪比越好
RSSI 信号强度，该值越小，信号的强度越好
通讯频率 当前的通信频率
数据解析 收到的，并由网关解析后的数据

发送数据

发送数据功能是为了调试设备时使用的，可手动向节点设备发送数据，用于调试和验证功能。如图所示：

功能解释：

名称 含义
设备EUI 设备的唯一EUI编号，16位长度，通常标注在设备上
数据类型 发送数据的类型，两种可选。Text：文本格式，HEX：16进制格式（必须为偶数位）
负载 需要发送的详细数据
端口 端口号，0-255可选，其中***被内部占用，不可用
确认包 选择是否需要节点收到数据后发送确认数据给网关
跳过帧计数器

发送示例：

下列示例中将演示发送一个数据到DTU控制终端，打开DTU的继电器。

第一步：设置DTU的规则

第二步：网关发送数据

如下图所示配置发送数据，然后点击 “发送数据” 按钮，将数据发送给节点DTU。因为刚才是设置的设备类型为CLASS-C类设备，所以，你按下“发送数据”按钮后就能听到继电器吸合的声音，3秒后，听到继电器释放的声音。

网关设置

LoRaWAN设置

模式设置

LoRaWAN共有三种模式可选：

  • Packet Forwarder（数据包转发模式）
  • Basics Station模式（暂不支持B类设备）
  • 内置服务器模式

Packet Forwarder（数据包转发器）模式

Packet Forwarder 提供最基本的 LoRa 数据包转发功能，本身不处理 LoRaWAN 协议相关的内容 。仅做数据转发，如：在网关收到终端设备发送的射频（RF）数据包（上行链路数据）后，Packet Forwarder 会将这些数据包以及网关添加的元数据（比如网关的 ID、信号强度等信息），通过安全的 IP 链路转发到 LoRaWAN 网络服务器（LNS）；反过来，当网络服务器有数据要下发给终端设备（下行链路数据）时，Packet Forwarder 也会通过同样的 IP 链路接收这些数据包，并将其转换为射频信号发送给对应的终端设备 。

Basics Station 模式

Lora Basics Station 除了具备基本的数据转发功能外，还有一些额外特性：

  • 通信模式支持全面：支持 LoRaWAN 中的 Class A、C 两种通信模式。Class A 是终端设备按需与服务器进行双向通信；Class C 则是终端设备尽可能长时间地打开接收窗口，适合对下行数据响应及时性要求高的场景 。
  • 集中式管理：具备集中式的更新和配置管理功能，Basics Station 会定期联系单独的配置和更新服务器（CUPS），检查是否有配置或软件更新，这其中甚至可以包括对底层操作系统的更新 。此外，还支持集中式的信道规划管理，信道计划和其他网络参数由网络服务器集中管理，Basics Station 在建立连接时读取这些参数 。
  • 认证方式多样：LNS 和 CUPS 使用 TLS（传输层安全协议）对 Basics Station 进行认证，同时 Basics Station 也可以使用基于令牌的认证方案，对于运行在资源受限硬件上的嵌入式网关，基于令牌的方案因所需资源更少而更具优势 。
  • 无需依赖本地时间：Basics Station 从网络服务器获取时间同步，不需要基于本地 UTC（协调世界时）的时钟 。在 Class B 模式下，仅需要将秒脉冲信号（PPS）路由到集中器，通过与网络服务器协商完成 PPS 脉冲与全球 GPS 时间的同步，无需 GPS 模块的 NMEA 接口或其他类型接口（如果有 GPS 模块，其信息可用于增强设备健康状态信息 ）。

内置服务器模式

LoRaWAN 网关内置了轻量级的网络服务器，即内置服务器模式，具有以下特点：

  • 部署便捷：无需额外搭建独立的网络服务器，设备开机后就能快速建立一个小型的 LoRaWAN 网络，适合初学者或对网络搭建不太熟悉的用户，极大简化了配置流程 。
  • 本地数据处理：在一些对数据隔离、安全性要求极高，或者仅需本地存储使用数据的场景中，如单个工厂、大棚等单点部署场景，内置服务器模式可以直接在本地收集、处理数据，无需将数据传输到公网服务器，提升了数据处理的响应速度，同时也在一定程度上增强了数据的安全性 。

频段设置

在频段设置中，可选择两种方案的频段，分别为：

  • 方案A 867.1 867.3 867.5 867.7 867.9
  • 方案B 867.7 867.9 869.5 869.7 869.9

欧洲地区请选择方案A，其它地区请根据当地法规选择适合的频段方案。

数据过滤器

如果你有较多的节点设备接入，并且，需要频率其中一部分的节点数据，可打开白名单模式，并在白名单中添加相关的值，被添加的节点数据可以被接收。

白名单提供了Join EUI和Network ID两种方式。

多网关设置

在多网关设置页面，允许添加多个网关。通常，这个功能用于在信号质量差时，添加补盲网关的时候使用。

其中，网关EUI是最重要的身份核实编号，不能填写错误。

数据统计

在数据统计页面，按应用数量、信号质量、数据包等方式对数据进行了统计。

系统信息

在系统信息页面，提供了网关的各种内部信息可供查阅。并可在此处修改网关系统时间。

同时，预留了固件升级等接口。但当前还未提供固件升级功能，需采用专用升级软件对固件进行升级。

网络工具

在网络工具中，提供了WIFI、AP热点、以太网三种功能的参数设置。

  1. WIFI和AP热点仅能使用其中之一。
  2. 连接以太网并开启以太网功能后，WIFI连接将断开。

WIFI连接后，局域网内可通过连接后的IP地址访问网关配置系统。IP地址查询位置如图所示。可通过连接USB线到PC，然后浏览器输入10.6.6.6 ，登录网关系统来查询WIFI的IP地址。

AP模式开启后，电脑连接AP后，可在浏览器输入10.8.8.8进入配置系统。如图所示：

当网关通过网口接入以太网后，此时，不方便查看IP地址，从而登录网关系统。此时，可通过USB连接电脑或者打开AP热点的方式查看以太网连接后的IP地址。后续，则可通过局域网IP地址进入网关系统。

应用工具

在应用工具里，有网络工具、LoRa数据收发、VPN、Node-Red四个功能板块。

网络工具

在网络工具中，提供了Ping工具及NTP工具。

Ping工具

基于ICMP协议的网络层连通性测试工具，通过向目标IP发送探测包（Echo Request）并监测响应包（Echo Reply）。

在LoRaWAN中的用途：

  • 验证网关的互联网连通性：检测网关能否访问关键网络节点（如：网络服务器IP、DNS服务器、公网地址）。
  • 诊断回传链路质量：测量端到端延迟（RTT）及丢包率，评估蜂窝/以太网等回传链路的稳定性。
  • 故障隔离：若网关无法传输数据，通过Ping测试快速定位是网关网络故障（如：蜂窝模块异常、路由配置错误）还是远程服务故障。

NTP工具（Network Time Protocol）

基于UDP的时间同步协议，用于校准本地系统时钟至UTC标准时间源（误差可控制在毫秒级）。

在LoRaWAN中的用途：

  • 保障时间敏感型操作：Class B模式必需：网关需精确广播信标（Beacon）帧，使终端设备同步接收时隙，时间偏差会导致通信失败。上行数据时间戳：准确标记数据包的接收时间（rx_time），供网络服务器用于定位（TOA/TDOA）计算。
  • 维护系统日志时序：网关日志、事件记录依赖统一时间基准，便于跨设备故障分析。
  • 安全机制依赖：部分加密协议（如：会话密钥有效期验证）需依赖时间同步。

数据收发

数据收发功能主要用于测试通讯是否正常的工具。

LoRa发送：

LoRa接收：

  1. VPN

PPTP和L2TP是两种VPN隧道协议，用于在公共互联网上安全地连接网关到远程服务器（通常是网络服务器）。它们在LoRaWAN生态系统中的主要用途是解决安全性和部署灵活性方面的核心需求。

  • PPTP **(**Point-to-Point Tunneling **Protocol)：**一种基于PPP封装的数据链路层隧道协议，用于在IP网络上建立虚拟点对点连接。其设计初衷是提供简易的远程接入，但因其依赖弱加密算法（如MPPE结合MS-CHAPv2）且存在已知安全漏洞，已不再符合现代网络安全标准。
  • L2TP **(Layer 2 Tunneling Protocol)：**一种标准化的隧道协议（RFC 2661），通过封装PPP帧在IP/UDP等网络层传输。其核心价值在于必须与IPsec安全套件协同工作（L2TP/IPsec），由IPsec提供强加密（如AES）、数据完整性校验（如HMAC-SHA）和双向认证（如预共享密钥或证书），从而构建符合工业级安全要求的VPN通道。

Node-RED

Node-RED是一个基于流的低代码开发工具，专为物联网（IoT）设计。

通过拖拽节点的方式，快速构建数据流和自动化任务。

通过Node-RED，您可以轻松处理LoRaWAN设备的数据，实现数据解析、存储、可视化和自动化控制。

点击“开始”按钮，即可进入Node-RED 。

详细说明请见下方Node-RED内容。

恢复出厂设置

按住 网关背后的RST按键 10 秒不松开，启动后，即可恢复出厂设置。如图：

NodeRed图形化编程

进入方式

  1. 进入网关配置系统。
  2. 导航栏进入应用工具-Node-Red 。

进入Node-Red后的主界面：

示例：获取设备列表

本例子中将调用内置的demo，获取当前网关中节点的设备列表。方法如下：

点击右上角的菜单图标，然后在下拉菜单中点击“lmport” ：

在弹出的窗口中选择 “Examples” ，里面内置了4个demo，选择01-get Node List这个demo，最后点击"lmport“ 按钮，将程序导入：

导入的程序如下：

点击右上角的debug图标，打开debug窗口：

点击红色的”Deploy“按钮，部署程序：

点击timestamp模块最左侧的小方块，注入时间戳，在右侧的debug窗口即可看到当前的节点设备列表和设备信息，如图：

Node-RED更详细的使用说明，请参考Node-RED官方文档：https://nodered.org/docs/

SIoT局域网服务器(测试版）

什么是SIoT？

SIoT是DFRobot推出的基于MQTT协议的局域网服务器，可一键创建本地物联网服务器。并且以完全免费的方式内置在LoRaWAN网关内。

SIoT功能当前为测试版本，仅支持中文界面，你可采用浏览器翻译插件翻译为英语。后续，将通过固件升级的方式增加英文界面。

进入SIoT

  • 先将网关连接到电脑。
    • 如果采用的是USB连接，进入SIoT的地址为：10.6.6.6:8080/
    • 如果是AP热点连接，进入SIoT的地址为：10.8.8.8:8080/
    • 如果是以太网或者WIFI连接，进入SIoT的地址为IP地址后加8080，例如：192.168.9.1:8080

SIoT登录界面：

  • 账号: siot
  • 密码: dfrobot

进入后的SIoT主界面：

当前网关内置的SIoT仅支持中文，后续，将通过更新固件的方式增加英文界面。

默认topic

系统默认自动创建了4个topic，分别为：

  • siot/lora/84BE8B2070C66A7E/rssi: 读取rssi并保存在该topic
  • siot/lora/84BE8B2070C66A7E/snr: 读取snr并保存在该topic
  • siot/lora/84BE8B2070C66A7E/battery:读取电池电量并保存在该topic
  • siot/lora/84BE8B2070C66A7E/raw: 读取原始值并保存在该topic

命名规则：siot/lora/节点设备DVEUI/要读取的数据类型。

SIoT的topic是和LoRaWAN的数据解析功能深度绑定的。当数据解析功能里面添加了新的自定义解析代码并正确运行时，系统将会在SIoT中自动创建一个新的topic。

创建topic

点击新建主题（Topic），创建新的Topic：

弹出“新建一个主题（topic）对话框，为topic命名，以及添加一个备注的描述。

topic可以独立作为SIoT的主题，任意命名。

也可以读取LoRaWAN的相关数据，如果是读取LoRaWAN的相关数据，则需要遵循一定的命名规则。

SIoT通讯示例

下载MindPlus软件：www.MindPlus.cc

确保运行MindPlus的电脑和网关处于同一个局域网。

打开MindPlus软件，并点击可视化窗口：

点击新建项目，新建空白项目：

弹出对话框，为项目命名，然后点击确定。

点击确认后，添加项目成功：

在刚才新建的项目上点击”编辑“按钮，编辑项目参数：

服务器地址：填写当前网关接入局域网的地址：

  • 如果采用的是USB连接，地址为：10.6.6.6
  • 如果是AP热点连接，地址为：10.8.8.8
  • 如果是以太网或者WIFI连接，地址需在网关中查询

图中已USB连接为例，地址为10.6.6.6。用户名和密码不变。

点击完成后，完成IoT平台的设置。

拖入单行文字，并设置该模块显示数据的topic，选择任何一个，例如raw。

打开网关内的SIoT，找到raw这个topic，点击”查看详情“进入：

弹出topic详细数据页面。在输入框输入”hello“，并点击发送：

此时，再去看MindPlus中的可视化面板中的数据，已经发生了变化，收到并显示了”hello“：

如果该DEUI编号的节点设备持续有数据上报的话，SIoT以及局域网内的可视化面板就能持续的收到该数据。

连接云

使用packet forwarder连接TTN

在TTN上注册账号，https://www.thethingsnetwork.org/

在页面右上角选择“Console”

选择相应的地区

在ttn上注册网关

需要填入网关EUI；网关EUI可以在网页配置页里获取

然后选择相应的frequency，就可以完成网关的注册

将网关接入网线，现在回到网关的配置页面，将模式设置为“包转发模式”，并且将“服务器地址”，替换成TTN上的“Gateway Server address”，然后点击“确定”按钮，保存配置。

此时，回到TTN页面，可以看到网关已经连接上了

如果想要增加节点设备，在TTN页面新建application

在当前application里新建节点设备

依次将自己的节点信息填入，完成节点的创建

完成创建后，即可观察到节点设备，可以通过网关的包转发模式入网成功，同时可以查看节点上报的数据

使用packet forwarder连接LORIOT

访问loriot.io

在登录页面选择德国，法兰克福

登录进入

在“Networks”里添加网关设备；在“Applications”里添加节点设备

使用它自带的模板“Sample network”

选择“Packet Forwarder Semtech”

按照指示填写mac地址和网关的EUI

然后在页面底部点击注册网关

在lorawan网关web端将模式切换为packet forwarder，填入对应信息

到loraiot页面上已经看到网关在线了

在“Applications”里添加节点设备

就可以看到节点上报的消息了

使用basic station连接TTN

准备的步骤，与上边的packet forwarder一样。注册TTN账号，然后注册网关

需要三个关键的配置信息，1.“Gateway Server address”，2.创建一个API keys，并复制下来 3.准备证书

首先，先创建API keys

将API key复制下来

回到网关的网页配置页面，将模式配置为“Basic station”，填入上边准备的三个配置信息

例如

服务器地址：eu1.cloud.thethings.network

Client Token：NNSXS.EKPBFIZFL3TUZUWFFHLGL5L6LEY76GRJZ4EC3OA.N5VGFCNIAZN7ISWTNCWNBFDQRPKWFZOPU3OTQ7TMDLPBMF4FTKBA

CA证书：trust.pem

CA证书可以通过网址获取

将网关接入网线

然后将节点设备添加到TTN的应用中，复位节点后，即可看见TTN上网关上报的数据

使用basic station连接LORIOT

之前的步骤参考，使用packet forwarder连接LORIOT

之里在添加网关类型里选择“Basics Station Semetech”

按照指示填写mac地址和网光的EUI,进到网关页面，点击“Certificate”，生成“TLS Certificate”

将下边的三个文件下载下来，分别对应到网关页面的“CA Certificate”，“Client Certificate”，“Client Key”

服务器和端口号

使用basic station连接AWS

使用basic station模式LNS服务器

在首页搜索“lorawan”

点击“添加网关”

点击“添加网关”，填入相关信息，滑到底部点击“添加网关”

点击“创建证书”

下载这两处的证书，共有四份文件

选择默认值，创建

将服务器网址复制下来，将最后“：443”去掉，将开始的“wss：//”去掉，填入lorawan网关内，服务器端口为443

在lorawan网关页面，CA Certificate填入lns.trust，Client Certificate填入.pem，Client Key填入.private.key

使用basic station模式CUPS服务器

参考上文中的LNS模式

下载的四份文件里，有1份为“cups.trust”，在lorawan网关页面，CA Certificate填入cups.trust，Client Certificate填入.pem，Client Key填入.private.key

可以看到aws那边，已经成功连入了

添加设备及查看设备信息

输入设备的各类信息

配置文件选择默认

创建完设备后，等1-2min，就可以看到设备上报的时间和信号强度了

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