为利用 LoRaWAN 网络的远程 IoT 系统设置硬件平台  

为远程 IoT 系统配置 Raspberry Pi、传感器、微控制器和 Watson IoT Platform

| By Kalonji Bankole

Description

学习如何设置利用了 LoRaWAN 网络的硬件平台(LoRaWAN 网络由 The Things Network 提供)。 在本 Code Pattern 中,您将学习如何使用 LoRaWAN 网络以无线方式将多个资源受限的设备连接为一个网络,在物理或网络层为 IoT 项目收集数据,然后将该数据发布到 Watson IoT Platform。

概览

LoRaWAN 是一种专为物联网设计的无线网络协议,传输距离长(在最佳条件下可达 10 公里),而且使用它进行相互通信的设备只需极少的电池电量。较长的传输距离允许部署更大规模的项目,比如智能停车场,农业监控,天气条件跟踪,资产跟踪等。

每个 LoRa 网络都包含一个“网关”和一个或多个“节点”。这个网络采用了星形拓扑结构,其中每个节点都能直接与网关通信。可以通过每个网关/节点连接来收发数据。网关收到数据后,可以将其转换为可读格式,并发送到 IoT 平台进行进一步处理。

完成本 Code Pattern 后,您将掌握如何:

  • 将 Raspberry Pi 和其他硬件组装成 LoRaWAN 网关。
  • 确定哪些传感器最适合其 IoT 或智慧城市设置。
  • 为微控制器配置 LoRaWAN 支持。在本文中,微控制器是一个硬件,负责从已连接的传感器收集数据,并通过 LoRa 包将收集到的数据无线传输到网关。在本 Code Pattern 中,我将使用 Adafruit LoRa “feather” 作为微控制器,但您可以使用其他替代性开发板,比如 Arduino Uno 或 MakerFocus LoRa 开发板。
  • 将 LoRaWan 包从网关转发到 Watson IoT Platform。
  • 在 Watson IoT Platform(或一个 React Web 应用程序)中将数据可视化。
  • 将传感器数据留存在数据库中。
  • 将数据传入分析或预测算法中。

  1. LoRaWAN 末端节点通电,对来自传感器的值进行采样,并将数据发送到网关。按用户设置的间隔重复此过程。
  2. 网关收到 LoRa 包,并将其转发给 “The Things Network”(TTN)。
  3. TTN 处理 LoRa 包并确认其来自经过验证的设备。
  4. 网关从 TTN MQTT 代理收到包含 LoRa 有效负载的 JSON 对象。
  5. 网关对 LoRa 有效负载进行解码(从 base64 转换为整数/明文),并将更新后的 JSON 对象发布到 Watson IoT Platform。
  6. Watson IoT Platform 接收 JSON,更新仪表板并将传感器数据持久保存到一个 Cloudant 数据库中。

Instructions

准备好利用本 Code Pattern 了吗?有关如何开始运行和使用此应用程序的完整细节,请参阅 README 文件

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英文原文

本 Code Pattern 翻译自:Setting up the hardware platform for long-range IoT systems that use LoRaWAN networking(2018-10-08)