Сервер шлюза LoRaWAN

Внедрение сервера шлюза LoRaWAN

LoRaWAN — это набор протоколов связи и системной архитектуры, предназначенный для сети дальней связи LoRa. Архитектура сети LoRaWAN состоит из четырех частей: узла, шлюза и Raspberry Pi. Среди них узлы обычно управляются датчиками или переключателями для реализации удаленного сбора данных датчиков или приложений управления переключателями.

Шлюз LoRa отвечает за сбор данных узла, их инкапсуляцию и пересылку на сервер LoRaWAN. Сервер LoRaWAN отвечает за проверку целостности входящих и нисходящих пакетов данных. Пользовательский сервер отвечает за сетевую активацию устройств OTAA, шифрование и дешифрование данных приложений, а также обработку бизнес-логики.

Когда данные узла наконец достигают пользовательского сервера, им необходимо пройти через узел-шлюз-сервер-пользователь LoRaWAN. Узел является встроенной разработкой, и беспроводная связь LoRa между узлом и шлюзом требует согласования аппаратных схем.

Шлюзу необходима многопоточная обработка для поддержки требований многоканальной беспроводной параллельной связи, а для сетевого сервера разрабатываются сервер LoRaWAN и пользовательский сервер. Среда разработки, необходимая для каждой части, различна, что вызывает трудности при разработке.

Преимущество сервера шлюза LoRaWAN

Сервер шлюза LoRaWAN объединяет шлюз, сервер LoRaWAN и пользовательский сервер в системную архитектуру LoRaWAN для удобства пользователей, так что пользователи могут создавать сеть LoRaWAN без глубокого понимания протокола связи LoRaWAN и многоплатформенной разработки.

Решения, предоставленные  NiceRF :

Сервер шлюза LoRaWAN использует Raspberry Pi в качестве системы управления, а функции шлюза, сервера LoRaWAN и пользовательского сервера реализуются приложениями в Raspberry Pi.

Функция шлюза реализуется программой-шлюзом, которая собирает данные узла для инкапсуляции.

Функции сервера LoRaWAN и пользовательского сервера реализуются серверной программой, которая отвечает за проверку целостности восходящих и нисходящих пакетов данных, активацию OTAA-устройства, шифрование и дешифрование данных приложения, а также обработку данных.

Программа-шлюз и программа-сервер работают на Raspberry Pi одновременно и взаимодействуют через сокеты.

Этапы передачи данных по восходящей линии связи:

Шаг 1. Узел отправляет данные в программу-шлюз.

Шаг 2. Программа-шлюз собирает и инкапсулирует данные.

Шаг 3. Программа-шлюз использует сокет для отправки в программу-сервер.

Шаг 4. Серверная программа получает данные и расшифровывает их после проверки правильности.

Шаг 5. Программа сервера выводит расшифрованные данные в последовательный порт для использования пользователями.

Этапы передачи данных по нисходящей линии связи:

Шаг 1. Серверная программа получает данные, вводимые через последовательный порт.

Шаг 2. Программа сервера шифрует данные, вводимые через последовательный порт, и проверяет их.

Шаг 3. Программа-сервер отправляет зашифрованные данные программе-шлюзу через сокет.

Шаг 4. Программа-шлюз отправляет на узел зашифрованные данные.

Шаг 5. Узел получает данные и обрабатывает их.