LoRaWAN網(wǎng)關(guān)服務(wù)器

LoRaWAN是為LoRa遠(yuǎn)距離通信網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)的一套通訊協(xié)議和系統(tǒng)架構(gòu)。一個(gè)LoRaWAN網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)中包含了節(jié)點(diǎn)、網(wǎng)關(guān)、樹莓派這四個(gè)部分。其中節(jié)點(diǎn)一般是傳感器或者開關(guān)控制，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程傳感器數(shù)據(jù)采集或者開關(guān)控制應(yīng)用。

LoRa網(wǎng)關(guān)負(fù)責(zé)收集節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)進(jìn)行封裝，轉(zhuǎn)發(fā)給LoRaWAN服務(wù)器。LoRaWAN服務(wù)器負(fù)責(zé)上下行數(shù)據(jù)包的完整性校驗(yàn)。用戶服務(wù)器負(fù)責(zé)OTAA設(shè)備的入網(wǎng)激活，應(yīng)用數(shù)據(jù)的加解密和業(yè)務(wù)邏輯處理。

節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)最終到達(dá)用戶服務(wù)器，需經(jīng)歷節(jié)點(diǎn)-網(wǎng)關(guān)-LoRaWAN服務(wù)器-用戶服務(wù)器，其中節(jié)點(diǎn)為嵌入式開發(fā)，節(jié)點(diǎn)和網(wǎng)關(guān)LoRa無線通訊需要硬件電路匹配。

網(wǎng)關(guān)需要多線程處理以支持多路無線并行通訊需求，LoRaWAN服務(wù)器和用戶服務(wù)器為網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器開發(fā)。各部分要求的開發(fā)環(huán)境不同，造成了開發(fā)的困難。

LoRaWAN網(wǎng)關(guān)服務(wù)器優(yōu)點(diǎn)：

LoRaWAN網(wǎng)關(guān)服務(wù)器為了方便用戶使用，將LoRaWAN系統(tǒng)架構(gòu)中的網(wǎng)關(guān)、LoRaWAN服務(wù)器和用戶服務(wù)器集成到一起，是用戶無需深入了解LoRaWAN通訊協(xié)議和多平臺(tái)開發(fā)即可搭建LoRaWAN網(wǎng)絡(luò)。

思為無線提供的解決方案：

LoRaWAN網(wǎng)關(guān)服務(wù)器使用樹莓派作為控制系統(tǒng)，網(wǎng)關(guān)、LoRaWAN服務(wù)器和用戶服務(wù)器功能由樹莓派內(nèi)的應(yīng)用程序?qū)崿F(xiàn)。

其中網(wǎng)關(guān)功能由網(wǎng)關(guān)程序?qū)崿F(xiàn)，收集節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)進(jìn)行封裝。

LoRaWAN服務(wù)器和用戶服務(wù)器功能由服務(wù)器程序?qū)崿F(xiàn)，負(fù)責(zé)上下行數(shù)據(jù)包的完整性校驗(yàn)，OTAA設(shè)備的入網(wǎng)激活，應(yīng)用數(shù)據(jù)的加解密和數(shù)據(jù)處理。

網(wǎng)關(guān)程序和服務(wù)器程序同時(shí)在樹莓派中運(yùn)行，通過socket通訊。

上行數(shù)據(jù)傳輸步驟：

步驟1.節(jié)點(diǎn)發(fā)送數(shù)據(jù)給網(wǎng)關(guān)程序。

步驟2.網(wǎng)關(guān)程序采集數(shù)據(jù)并封裝。

步驟3.網(wǎng)關(guān)程序用socket發(fā)送給服務(wù)器程序。

步驟4.服務(wù)器程序收到數(shù)據(jù)，校驗(yàn)無誤后解密數(shù)據(jù)。

步驟5.服務(wù)器程序輸出解密的數(shù)據(jù)到串口供用戶使用。

下行數(shù)據(jù)傳輸步驟：

步驟1.服務(wù)器程序接收串口輸入的數(shù)據(jù)。

步驟2.服務(wù)器程序加密串口輸入的數(shù)據(jù)并校驗(yàn)。

步驟3.服務(wù)器程序把加密數(shù)據(jù)用socket發(fā)送給網(wǎng)關(guān)程序。

步驟4.網(wǎng)關(guān)程序下發(fā)加密數(shù)據(jù)給節(jié)點(diǎn)。

步驟5.節(jié)點(diǎn)接收到數(shù)據(jù)并處理。