Использование контроллера Lavritech L1 в качестве LoRaWAN шлюза с контроллером Wiren Board
Общая информация
LoRaWAN — это беспроводная технология передачи данных с дальностью действия до 15 км. Используется в домашней и коммерческой автоматизации.
На физическом уровне основана на методе модуляции LoRa (ЛоРа) и разработана специально для использования в интернете вещей (IoT).
Описание
Для использования LoRaWAN-устройств с контроллером Wiren Board понадобится контроллер в исполнении Lavritech L1 Lite Lora Wan + Ethernet, который будет выступать в качестве LoRaWAN шлюза. Для использования протокола ModBus RTU для связи шлюза и контроллера Wiren Board необходима прошивка LoRaWAN шлюз ModBus RTU slave MQTT. Выбирается на сайте производителя при заказе устройства.
В качестве оконечного устройства могут выступать разнообразные устройства: датчики температуры, охранные устройства, приборы учёта и др. Обратите внимание, устройства должны поддерживать протокол LoRaWAN, не все устройства работающие на физическом уровне LoRa поддерживают LoRaWAN.
Настройка контроллера Lavritech L1 Lite в качестве LoRaWAN шлюза
Подключение к веб-интерфейсу контроллера Lavritech L1 Lite
- На контроллере нажмите и удерживайте кнопку «SAFE» и затем нажмите кнопку «RESET», так контроллер перейдёт в режим точки доступа WiFi, на устройстве с WiFi модемом найдите и подключитесь к открытой WiFi сети «Lavritech_L1», веб-интерфейс будет доступен по ip адресу 192.168.4.1
- Так же возможно проводное ethernet подключение, Lavritech_L1 получит ip адрес от вашего DHCP-сервера и веб-интерфейс будет доступен по его ip адресу.
Настройка котроллера Lavritech L1 Lite в режим шлюза LoRaWAN
- В веб-интерфейсе перейдите в Config:LoRa
- В первой строке выберите Lora Gateway
- Во второй строке выберите ABP
-
Кнопки «SAFE» и «RESET» -
Подключение к точке доступа Lavritech L1 Lite -
Настройка Lavritech L1 Lite в режим LoRa шлюза
Подключение оконечных устройств в LoRaWAN шлюз по ABP
ABP(Activation by Personalization) — поддержка шифрования со статическими ключами. Работа в режиме ABP — это наилучший компромисс между безопасностью передачи данных и удобством (простотой) работы. Для работы в шлюз должны быть записаны DevAddr, AppSkey, NwkSkey полученные от производителя оконечного устройства (часто указаны на наклейке или в паспорте устройства).
- В веб-интерфейсе Lavritech L1 Lite перейдите в Lora-Nodes option, выберите из номеров Node (каждый номер соответствует подключенному оконечному устройству)
- Заполните графы:
- DevAddr — адрес устройства.
- TimeOut — оставьте по умолчанию 65535 секунд (если за это время шлюз не получал данных от оконечного устройства — выводится сообщение об ошибке).
- AppSkey — сессионный ключ.
- NwkSkey — сетевой сессионный ключ.
- Data structure — здесь опишите структуру получаемого сообщения, можно найти в документации на оконечное устройство.
Ниже представлена расшифровка основных типов бинарных данных из документации на Lavritech L1 Lite, для заполнения поля Data structure:
- T — Температура, 2 байта int, значение умножено на 10 (1 знак после запятой).
- H — Влажность, 2 байта uint, значение умножено на 10 (1 знак после запятой).
- L — Long данные, 4 байта, например, счетчики импульсов.
- С — Аналогично L.
- А — АЦП или другие 16 битные данные, 2 байта.
- B — Однобайтовое значение.
- G — состояние GPIO.
- 1..9 — количество пропускаемых байт, эти данные не будут использоваться. Также данные не используются, если названия переменных указать в нижнем регистре.
Дополнительные флаги (дописываются перед основными):
- R — обратный порядок байтов (старший байт первый), т. е. если принимаем температуру то пишем не просто T, а RT, если старший байт передаётся первым.
- S — значение с 2 знаками после запятой.
Пример подключения оконечного устройства к шлюзу LoRaWAN
Подключаем оконечное устройство — датчик температуры Вега ТД-11.
DevAddr, AppSkey, NwkSkey этого устройства указаны в паспорте устройства, а также их можно считать или сгенерировать новые в ПО Vega LoRaWAN Configurator при подключении датчика к ПК.
Для заполнения графы Data structure, в инструкции на датчик, находим таблицу Пакет с текущими показаниями:
Соответственно наша запись в поле Data structure будет такая : BBBLTBBBB
Где:
- B — Тип пакета.
- B — Заряд батареи в %.
- B — Превышение лимитов ("0" - нет превышения, "1" - есть превышение).
- L — Время снятия показаний, передаваемых в данном пакете (unixtime UTC).
- T — Температура в °C, умноженная на 10.
- B — Нижний температурный лимит.
- B — Верхний температурный лимит.
- B — Причина передачи пакета.
- B — Состояние входов (битовое поле).
На главной странице шлюза мы должны получить показания с датчика.
Передача показаний от шлюза в контроллер Wiren Board по ModBus RTU
Настройка ModBus slave на контроллере Lavritech L1 Lite
Открыть Config: ModBus_slave-Config RTU
- Address — ModBus адрес контроллера Lavritech L1 Lite
- Speed RS485 — Скорость обмена на шине
Привязка данных полученных от шлюза к регистрам ModBus RTU
В настойках шлюза выбираем ModBus_slave, здесь происходит привязка полученных данных к регистрам ModBus RTU, которые будут доступны для чтения.
- Регистр — по этому адресу будет доступны данные при запросе Modbus RTU командой чтения Input registrer(0x04).
- Далее выбор источника данных — Lora.
- Привязка регистров Num: A-B, где A — номер ноды, B — регистр ноды.
В соответствии с нашим примером установим:
- 1 Registr : 0 Lora Num: 1-2 (Заряд батареи в %).
- 2 Registr : 2 Lora Num: 1-5 (Температура в °C, умноженная на 10).
Подключение контроллера Lavritech L1 Lite к контроллеру Wiren Board по шине RS-485 ModBus RTU
- Подключите устройство к шине RS-485 с соблюдением распиновки, указанной на Lavritech L1 Lite.
- Считать данные со шлюза можно создав устройство через веб интерфейс или создав шаблон
Пример без шаблона
- Открыть веб-интерфейс контроллера Wiren Board Настройки — Конфигурационные файлы — Настройка драйвера serial — устройств(необходимы права Администратора) — Добавить устройство
- Порт — RS485-1 или RS485-2, в соответствии к какой шине подключен шлюз, тип устройства — Произвольные устройства - Устройство с протоколом Modbus. Нажать Добавить устройство.
- Адрес устройства — адрес контроллера Lavritech L1 Lite
- Свойства — название устройства, ввести название устройства Температура на улице
- Нажатием +канал создаём канал устройства:
- Имя — Заряд батареи.
- Заполняем поля:
- Тип — range.
- Тип регистра — input.
- Адрес (десятичное значение) — 0.
- Нажатием "+канал" создаём ещё один канал устройства.
- Заполняем поля.
- Имя — Температура.
- Тип — temperature.
- Тип регистра — input.
- Адрес (десятичное значение) — 2.
- Множитель — 0.1
- Нажать — Сохранить настройки.
- В веб-интерфейсе Wiren Board выбрать Устройства, увидеть устройство Температура на улице с полями Заряд батареи и Температура.
Пример с созданием шаблона
Для удобства использования и редактирования можно создать шаблон по инструкции. Пример шаблона:
{
"device_type": "lora_temperature_sensor",
"title": "LoRa Temperature Sensor",
"group": "g-climate-sensor",
"device": {
"name": "LoRa Temperature Sensor",
"id": "lora_temperature_sensor",
"channels": [
{
"name": "Battery Charge",
"reg_type": "input",
"address": 0,
"type": "range",
"format": "u16"
},
{
"name": "Temperature",
"reg_type": "input",
"address": 2,
"type": "value",
"units": "deg C",
"format": "u16",
"scale": 0.1
}
],
"translations": {
"ru": {
"LoRa Temperature Sensor": "LoRa датчик температуры",
"Battery Charge": "Заряд батареи",
"Temperature": "Температура"
}
}
}
}
Передача показаний от шлюза в контроллер Wiren Board по MQTT
Для передачи данных от шлюза к контроллеру Wiren Board можно вместо ModBus RTU использовать MQTT Для этого контроллер Lavritech L1 Lite должен иметь сетевой доступ к контроллеру Wiren Board (обычно используется при использовании обоих котроллеров в одной локальной сети)
- В настройках Lavritech L1 Lite перейти к настройке публикаций сообщений в брокер MQTT установленный на Wiren Board Config:Servers.
- Включить функцию Enable send MQTT.
- Ввести ip адрес, порт, логин и пароль от MQTT брокера установленного на Wiren Board (по умолчанию порт 18883, логин и пароль отсутствуют).
- Нажать SET, через несколько секунд в первой строчке должно быть сообщение OK, если подключение прошло успешно.
- Данные от шлюза теперь публикуются в MQTT брокере контроллера Wiren Board (для удобства просмотра можно использовать MQTT Explorer).
- Для получения данных в веб-интерфейсе Wiren Board необходимо создать виртуальное устройство и связать его каналы с топиком в MQTT брокере с помощью правила wb-rules
Пример правила с датчиком Вега ТД-11
defineVirtualDevice('lora-device', {
title: 'Vega DT11' ,
cells: {
temperature: {
title: "Temperature",
type: "value",
value: "0",
units:"deg C",
scale:0.1
},
battery:{
title: "Battery",
type: "range",
value: "0",
readonly:true
}
}
});
trackMqtt("/Lavritech_L1/lors0102", function(message) {
dev["lora-device/battery"]=Number(message.value);
});
trackMqtt("/Lavritech_L1/lors0105", function(message) {
dev["lora-device/temperature"]=Number(message.value);
});