使用BasicStation或PiWAN連接到The Things Network

將樹莓派設置為LoRaWAN網關乍一看可能令人望而生畏，但有了合適的工具和指導，它就會成為一個有意義的DIY網絡項目。

在本文中，我們將介紹如何使用手動構建的BasicStation或基于Docker的PiWAN堆棧將樹莓派連接到The Things Network（TTN）。

但首先，什么是The Things Network（TTN）？

The Things Network是一個全球性的開放LoRaWAN基礎設施，允許設備以極低的功耗進行長距離無線通信。

公共LoRaWAN網絡與私有LoRaWAN網絡

公共LoRaWAN網絡：如TTN，由社區驅動，可免費使用。

私有網絡：提供更多控制權，通常用于企業或工業物聯網設置。

但為什么要使用公共網關？

通過向TTN貢獻一個公共網關，你可以：

擴展所在地區的LoRaWAN覆蓋范圍。

幫助支持開放的物聯網計劃。

訪問全球各地設備的實時數據。

1.在TTN上設置你的網關

在深入樹莓派配置之前，讓我們先在TTN上準備好后端。

步驟1：創建TTN賬戶

訪問 https://console.thethingsnetwork.org 并注冊。

步驟2：注冊你的網關

前往“網關”→“+添加網關”，然后：

使用或生成一個網關EUI（通常從你的MAC地址派生而來）。

選擇正確的頻率計劃（例如，EU868、US915等）。

選擇一個有意義的網關ID（小寫，無空格）。

生成一個網關API密鑰，用于安全認證。

請妥善保管此API密鑰。在BasicStation或PiWAN設置中需要用到它。

2.輕松設置你的樹莓派網關：PiWAN

手動設置LoRaWAN網關可能既繁瑣又容易出錯，因此我開發了PiWAN來簡化這一過程。

https://github.com/cosmic-pulse/PiWAN

PiWAN是一個輕量級的基于Docker的堆棧，用于使用BasicStation部署樹莓派LoRaWAN網關。它完全開源，只需一個文件即可輕松配置。

步驟1：安裝先決條件

首先安裝Docker和Docker-Compose：

curl-fsSL https://get.docker.com | sh

然后將你的用戶添加到docker組：

sudousermod -aG docker${USER}newgrp docker

接著安裝Docker-Compose：

sudo apt-getinstall docker-compose-plugin

步驟2：克隆PiWAN

gitclonehttps://github.com/cosmic-pulse/PiWAN.gitcdPiWAN

步驟3：修改配置

nanogateway.conf

將占位符值替換為你的實際配置：

-`YOUR_INFLUXDB_USER`: 你的InfluxDB用戶名。（可以是任意值）-`YOUR_INFLUXDB_PASSWORD`: 你的InfluxDB密碼。（可以是任意值）-`YOUR_TTN_APP_ID`:你的TTN應用程序ID。（來自TTN儀表板）-`YOUR_TTN_API_KEY`: 你的TTN API密鑰。（來自TTN儀表板）-`YOUR_TTN_REGION`:你的TTN區域（例如，nam1）。-`YOUR_GATEWAY_EUI`: 你的網關EUI。（來自TTN儀表板）-`YOUR_GATEWAY_API_KEY`:你的網關API密鑰。（來自TTN儀表板）

為Grafana設置適當的權限（解決PiWAN當前已知的一些問題）：

sudochown -R472:472./grafana

步驟4：構建并啟動

docker-compose up -d

就這樣。PiWAN將處理其余一切，從容器編排到管理更新。

3.手動設置BasicStation

如果你喜歡親自動手，你仍然可以手動設置BasicStation。本節將指導你從頭開始在樹莓派上構建和配置它。

步驟1：克隆BasicStation倉庫

gitclonehttps://github.com/lorabasics/basicstation.git --recurse-submodulescdbasicstation

步驟2：修復樹莓派架構問題

nanosetup.gmk

將ARCH.rpi設置為aarch64-linux-gnu，然后保存并退出。

這解決了在64位樹莓派操作系統上已知的構建問題。

步驟3：構建BasicStation

makeplatform=rpi variant=std deps s-clean s-all

步驟4：配置網關

為你的網關創建一個目錄，然后復制站點配置文件：

mkdir../gatewaycpexamples/live-s2.sm.tc/station.conf ../gateway/station.confcd../gatewaynano station.conf

你需要在station.conf文件中為你的網關設置EUI（來自前面的步驟）。

接下來，我們需要創建tc文件：

tc.uri → 添加你的網關URI（例如，wss://nam1.cloud.thethings.network:8887）

nanotc.uri

tc.key → 添加你的網關API密鑰

exportAPI_KEY="PUT_YOUR_GATEWAY_API_KEY_HERE"echo"Authorization: Bearer$API_KEY"| perl -p -e's/\r\n|\n|\r/\r\n/g'| sudotee-a tc.key

tc.trust → 創建你的CA證書

sudoln-s /etc/ssl/certs/ca-certificates.crt ~/gateway/tc.trust

步驟5：運行網關

../basicstation/build-rpi-std/bin/station

現在，你的網關應該出現在TTN控制臺中并顯示為在線狀態。

大功告成！

你現在已成功使用手動BasicStation設置或PiWAN Docker堆棧將樹莓派LoRaWAN網關連接到The Things Network。此設置非常適合物聯網實驗、智能農業或智慧城市解決方案。

成功！你的網關已連接到TTN

額外福利（還有一件事）：PiWAN內置儀表盤

PiWAN網關健康儀表盤

PiWAN的突出特點之一是其內置的Grafana儀表盤。無需額外設置。

你可以實時查看：

網關健康狀況：CPU、內存、磁盤使用情況

LoRaWAN流量：上行/下行數據包、信號質量等

PiWAN運行后，可以通過樹莓派的IP地址（默認端口3000）訪問Grafana：

http://:3000

然后使用你在gateway.conf文件中設置的用戶名和密碼登錄。

網關CPU監控

網關內存監控

網關磁盤空間監控

儀表盤已預先配置好，開箱即用。只需打開Grafana即可開始監控。

這將你的網關變成了一個全棧網絡可觀測性中心，非常適合生產環境或高級測試。