configuracoes-gateway-ttn

Este tutorial foi produzido pelo Instituto Federal de Santa Catarina (IFSC) - Campus São José, juntamente com a Fundação de Amparo à Pesquisa e Inovação do Estado de Santa Catarina (FAPESC) a partir do projeto de pesquisa aplicada por meio do edital de chamada pública FAPESC - Nº 05/2017.

Guia de configuração de Gateway LoRa na TTN utilizando módulo RHF0M301 RISINGHF.

English version

Importante

📗 Leia o material todo antes de começar.

☺️ Caso encontre algum erro, tenha alguma sugestão ou dúvida, fique a vontade para entrar em contato.

Requisitos

Conhecimento básico em Linux
Acesso ao GitHub
Acesso em The Things Network

Sumário

Materiais utilizados
1. Gateway
2. Configuração do gateway
Iniciando
Montagem
Configurações
1. Configurações do dispositivo
2. Utilização do gateway em background
Registro na TTN

Materiais utilizados

Gateway

Cartão SD (especificações)
Raspberry Pi 3 Model B V1.2 (RPi)
Módulo Gateway LoRaWAN (RHF0M301) RISINGHF
Adaptador para módulo RHF0M301 RISINGHF Gateway LoRaWAN
Antena 915 MHz
2 fontes chaveadas 5V 3A

Configuração do gateway

Monitor
Teclado
Cabo HDMI

Iniciando

Primeiramente é necessário preparar o cartão SD. O passo a passo detalhado pode ser seguido a partir do link e consiste em:

Download da imagem (no caso, Raspbian Stretch Lite)
Escrita da imagem no cartão

Montagem

Insira o cartao SD na RPi. Encaixe o adaptador, o módulo gateway e a antena. Ao final você deve ter algo parecido com isso:

Conecte a RPi e o adaptador às fontes e ao cabo Ethernet (não energize o módulo LoRa sem que a antena esteja conectada).

A conexão entre a RPi e o adaptador e entre o adaptador e o módulo, usando a placa adaptadora para módulo RHF0M301 RISINGHF o encaixe acontece de forma perfeita (todos os pinos machos conectados aos fêmeas) sem a necessidade da utilização de jumpers, como pode ser visto na imagem.

Nessa montagem foi utilizada uma caixa protetora para abrigar o gateway. Se fizer esta escolha tome cuidado para sempre deixar as entradas da RPi livres.

Caso você esteja utilizando outro modo de alimentação para o módulo LoRaWAN os pinos para a conexão entre ele e a RPi serão:

Descricao	Pino físico na RPi
Alimentacao 5V	2
GND	6
Reset	22
SPI CLK	23
MISO	21
MOSI	19
NSS	24

Agora está tudo pronto para a configuração do gateway.

Existem algumas opções para acessar o terminal do gateway, você pode escolher uma delas aqui.

A senha default para o usuário pi é raspberry.

Configurações

Vale lembrar que o dispositivo deve estar conectado à Internet para realizar as proximas instruções. Essa conexão pode ser feita via cabo ou usando o Wi-Fi.

Configurações do dispositivo

Já com o acesso ao terminal da RPi use o comando raspi-config para configurar local, timezone, habilitar o SPI e redimensionar a partição do cartão SD.

sudo raspi-config

Localization Options -> I1 Change Locale

Localization Options -> I2 Change Timezone

Interfacing options -> P4 SPI

Advanced options -> A1 Expand filesystem

Ao sair, um pedido de reboot deve surgir, confirme (ou $ sudo reboot para fazer manualmente).

em seguida:

Atualize o sistema e instale o git:

 sudo apt-get update
 sudo apt-get upgrade
 sudo apt-get install git

A etapa a seguir é completamente opcional e de sua decisão!!

Crie um novo usuário para TTN.

 sudo adduser ttn
 sudo adduser ttn sudo

De um reboot, logue no sistema usando o usuário ttn e remova o usuário default pi

sudo userdel -rf pi

Configurações do gateway

Identificar EUI do dispositivo

Ao conectar ao terminal da RPi digite:

ifconfig

Uma tela parecida com a seguinte aparecerá:

O número destacado em vermelho é o endereço MAC da RPi e será a base para o Gateway EUI. A este número devem ser adicionados 2 bytes F F no meio, portanto:

HWaddr	b 8 : 2 7 : e b : f 9 : f f : 2 4
Gateway EUI	b 8 : 2 7 : e b : F F : FF : f 9 : f f : 2 4

Configurações remotas

Os gateways TTN podem ser ajustados para permitir configuração remota. Nesse caso, é verificado se há um novo arquivo de configuração em cada inicialização do dispositivo e, caso haja, o arquivo de configuração local é substituido.

Para utilizar esta opção é preciso criar um arquivo JSON com o nome da EUI no repositório ttn-zh/gateway-remote-config.

Que consiste em:

Criar um arquivo JSON com o EUI do gateway em letras maiúsculas, contendo as informações sobre o mesmo.
O arquivo deve ser adicionado usando Create new file:

Ex: Se o gateway EUI for B827EBFFFFF9FF24, o arquivo deverá ser chamado B827EBFFFFF9FF24.json

Os campos gateway_ID, server_address, contact_email e description são strings, devem conter aspas ("").

Já os campos referentes a latitude, longitude e altitude são apenas números, não levam aspas.

O conteúdo do arquivo deve ser:

{
  "gateway_conf": {
    "gateway_ID": "GATEWAY_EUI",
    "servers": [
      {
        "server_address": "router.us.thethings.network",
        "serv_port_up": 1700,
        "serv_port_down": 1700,
        "serv_enabled": true
      }
    ],
    "ref_latitude": "LATITUDE",
    "ref_longitude": "LONGITUDE",
    "ref_altitude": "ALTITUDE",
    "contact_email": "SEU_EMAIL",
    "description": "Descrição do dispositivo"
  }
}

Propor a adição do arquivo:

Crie um pull request:

Confirme:

Agora é só esperar ele ser inserido (não deve demorar muito caso os dados estejam coerentes, você deve receber um email com a confirmação).

Dando sequencia as configurações:

Clonar e executar os seguintes repositórios

cd /opt
sudo git clone https://github.com/Lora-net/packet_forwarder
sudo git clone https://github.com/Lora-net/lora_gateway

cd /opt/lora_gateway
sudo make -j4
cd /opt/packet_forwarder
sudo make -j4

Remova o arquivo global_config.json (que está em: $ cd lora_pkt_fwd)

sudo rm -rf /opt/packet_forwarder/lora_pkt_fwd/global_config.json

Crie um novo (em /opt/packet_forwarder/lora_pkt_fwd/) com o conteúdo disponibilizado no arquivo US-global_conf.json que se encontra neste repositório

cd /opt/packet_forwarder/lora_pkt_fwd/
sudo curl -o global_conf.json https://raw.githubusercontent.com/TheThingsNetwork/gateway-conf/master/US-global_conf.json

Substitua o gateway_ID no arquivo local_config.json pelo EUI do gateway

sudo nano /opt/packet_forwarder/lora_pkt_fwd/local_conf.json

Fique a vontade para usar o editor de texto que preferir

Conteudo:

{
/* Put there parameters that are different for each gateway (eg. pointing one gateway to a test server while the others stay in production) */
/* Settings defined in global_conf will be overwritten by those in local_conf */
  "gateway_conf": {
    "gateway_ID": "XXXXXXXXXXXXXXXX" /* you must pick a unique 64b number for each gateway (represented by an hex string) */
  }
}

Utilização do gateway em background

Configure o service no systemd criando o arquivo gateway.service

sudo nano /etc/systemd/system/gateway.service

Inserir o conteúdo em gateway.service:

[Unit]
Description=TTN Gateway Service
After=multi-user.target
[Service]
WorkingDirectory=/opt/packet_forwarder/lora_pkt_fwd
Type=simple
ExecStartPre=/opt/lora_gateway/reset_lgw.sh start
ExecStart=/opt/packet_forwarder/lora_pkt_fwd/lora_pkt_fwd
Restart=always
RestartSec=10
[Install]
WantedBy=multi-user.target

Iniciar o service

Execute as seguintes linhas para que o script do gateway rode em background sempre que o RPi for inicializado:

sudo systemctl daemon-reload
sudo systemctl enable gateway
sudo systemctl start gateway

Conferir se o serviço está rodando

sudo systemctl status gateway -l

Possível problema em versões mais novas do Raspbian:

lora_pkt_fwd[638]: ERROR: Failed to load fw 1
lora_pkt_fwd[638]: ERROR: Version of calibration firmware not expected, actual:0 expected:2
lora_pkt_fwd[638]: ERROR: [main] failed to start the concentrator

Isso ocorre porque o novo kernel Linux bloqueia o GPIO07 por ser utilizado pelo SPI. Solução: adicione a linha abaixo ao final do arquivo /boot/config.txt, supondo que o pino GPIO04 está livre em sua placa. Senão, substitua '4' pelo número de qualquer outro GPIO não utilizado.