Построение дешевого одноканального LoRa-шлюза на Raspberry Pi

История

Описание

Если вы хотите поэкспериментировать с LoRaWAN, но рядом нет шлюза, это руководство превратит $10 LoRa-модуль и Raspberry Pi в полнофункциональный одноканальный шлюз.

Подготовка RFM95W

RFM95W — дешевый, высокопроизводительный LoRa-трансивер. Следуйте шагам для подключения к Pi.

• Отрежьте четыре пары «мама-мама» перемычек пополам, получив восемь 4-дюймовых проводников. Снимите 1/8 дюйма изоляции с каждого конца.
• Припаяйте каждый провод к соответствующему пину RFM95W:
  • DI00
  • 3.3V
  • MISO
  • MOSI
  • SCK
  • RESET
  • NSS
  • GND (рядом с MISO)
• Сделайте простую дипольную антенну: отрежьте два куска твердопроводного провода 18 AWG длиной 83 мм, снимите 2 мм изоляции с одного конца каждого и припаяйте один к пину ANT, другой к GND рядом с ANT.

Подключение RFM95W к Raspberry Pi

Используйте 40-пиновый хэдер Pi (см. официальное руководство по распиновке) для подключения SPI-пинов модуля к Pi. Точное соответствие пинов приведено на изображении в оригинальном туториале.

Настройка программного обеспечения Raspberry Pi

Эти шаги предполагают установленный Raspbian (ныне Raspberry Pi OS).

1. Залогиньтесь как пользователь pi.
2. Клонируйте код шлюза:

   git clone https://github.com/tftelkamp/single_chan_pkt_fwd

3. Включите SPI через raspi-config:

   sudo raspi-config # Interfacing Options → SPI → Enable
   sudo shutdown -r now

4. Установите WiringPi:

   sudo apt-get install wiringpi

5. Настройте код шлюза:

   cd ~/single_chan_pkt_fwd
   nano main.cpp

   Скорректируйте настройки сервера и частоты для вашего региона. Например, для США:

   #define SERVER1 "13.66.213.36" // router.us.thethings.network
   uint32_t freq = 902300000; // 902.3 MHz

6. Скомпилируйте:

   make

7. Запустите для получения Gateway ID:

   sudo ./single_chan_pkt_fwd

   Скопируйте отображенный Gateway EUI.

8. Зарегистрируйте шлюз в The Things Network (TTN):
   1. Войдите на console.thethingsnetwork.org.
   2. Перейдите в Gateways → + Register gateway → выберите Bridge.
   3. Вставьте скопированный Gateway EUI.
   4. Завершите регистрацию.

   Поздравляем — ваш шлюз теперь работает в TTN!

9. Запустите шлюз для реальной работы:

   sudo ./single_chan_pkt_fwd

   Следите за статус-сообщениями и проверяйте связь в консоли TTN.

Что можно подключить к одноканальному шлюзу?

• Модули Pycom LoPy — см. официальное руководство.
• Другие LoRa-конечные узлы (датчики, микроконтроллеры) — просто настройте их на тот же канал.
• Будущие расширения: добавление каналов или апгрейд до многоканального шлюза.