一款可快速部署LoRa Basics™ Station并连接到TTS V3的容器

 

今天，我们要介绍的是瑞科慧联（RAK）打包并发布的一款容器。该容器无需进行复杂的配置，即可快速部署一个 LoRa Basics™ Station，方便开发人员直接用于生产环境或进一步开发。本文将着重介绍使用该容器将网关连接到 The Things Stack（TTS）的过程。

关于LoRa Basic™ Station

LoRa Basics™ Station 协议简化了大规模 LoRaWAN® 网络的管理，是将网关连接到 TTS 的首选方式。相对于传统的 UDP packet forwarder，LoRa Basics™ Station 的优势是：

• 支持集中更新和配置管理
• 支持 TLS 和基于 token 的身份验证
• 支持集中式渠道计划管理
• 不依赖本地时间保持

 

需要注意的是，在 LoRa Basics™ Station 的部署中，最重要的是在 TTS 上能生成对应的 API key。

 

该镜像的原始仓库中提供了非常详细的使用指南，包括支持平台、前置准备、进阶配置指南、权限配置和其他注意事项。该镜像支持的 LoRa® 集中器型号包括 SX1301，SX1302，以及 SX1303。RAK 在每种集中器都提供了 USB 和 SPI 规格的接口，以及可选的 GPS 和 LTE 模块，所以用户可以根据实际需求来购买具有对应接口和功能的集中器，并且通过修改 docker-compose 或者 Portainer 应用模板中的对应配置来启动服务。

 

RAK 提供的 LoRa Basics™ Station 镜像支持的集中器包括如下：

 

• SX1301 (only SPI)
  • RAK831 Concentrator
  • RAK833 Concentrator
  • RAK2245 Pi Hat
  • RAK2247 Concentrator
  • IMST iC880a
  • Dragino PG1301
• SX1302 (SPI or USB)
  • RAK2287 Concentrator
  • Seeed WM1302
• SX1303 (SPI or USB)
  • RAK5146 Concentrator
• SX1308 (SPI or USB)
  • RAK2246 Concentrator
  • RAK2247-1308 Concentrator

容器的特性

• 支持 AMD64 (x86_64)、ARMv8 和 ARMv7 架构。
• 支持 SX1301 SPI 集中器。
• 支持 SX1302 和 SX1303 SPI 和 USB (CoreCell) 集中器
• 支持 SX1308 SPI 和 SX1308 USB (PicoCell) 集中器
• 支持同一设备上的多个集中器（使用一个basic station服务）
• 与 TTS（社区版/TTNv3）或 Chirpstack LNS 等兼容
• 支持 CUPS 和 LNS 协议配置
• TTS 服务器（TTI 或 TTN）的网关自动配置
• 几乎一键部署，同时高度可配置

应用示例

下面我将以 US915 频段的 RAK2287 集中器的 SPI 版本为例，展示如何使用 docker-compose，实现一键部署 LoRa Basics™ Station，并将其连接到 TTS V3。

 

硬件准备：

 

• RAK2287 集中器
• 树莓派 3/4/CM3/CM4（CM3 或者 CM4 需要对应的载板），或者任意其他有 PCIe/GPIO 的 ARM 平台或者 x86 平台
• 如果你的 host 设备上没有 PCIe 接口，需要使用一个额外的  RAK2287 Pi HAT 板载 PCle 连接器

 

软件准备：

 

在本地预安装了 docker 和 docker-compose，以及相关的依赖（docker 和 docker-compose 的安装请参照代码仓库中的介绍或者直接查看 docker 的官方文档）。

 

具体步骤：

 

1.你需要首先配置网络服务器（ns），此处我们以 TTS 为例： 复制该地址eu1.cloud.thethings.network 到你的浏览器并注册账号。进入控制台后即可看到 TTS 的网关和应用配置页面：

 

 

2.创建一个 Gateway 并且生成对应的 api key，用于在 docke-compose 中启用该容器：

 

• 点击 Go to gateways
• 点击页面右上角的 Register gateway 来创建新的网关
• 依次填入网关的信息，例如 ID，名字，EUI，以及频段. 其中，EUI 往往是根据网口的 MAC 地址来的，可以在终端中使用以下命令来获取默认的 EUI：docker run -it --network host --rm xoseperez/basicstation:latest ./get_eui.sh 

 

当然你也可以自定义一个 EUI，但是需要确保该 Device EUI 没有被别的用户在 TTS 上使用过。

 

 

接着输入别的信息，例如网关名字和具体频段。此处因为我们的集中器是 US915 频段，因此我们在此填入的频段为 “United States 902-928 MHz，FSB2（used by TTN）”。

 

 

• 点击左下方 Register Gateway 来完成网关的创建
• 在网关的控制台页面点击左侧边栏中的钥匙图案，进入 API keys 的生成页面

 

 

• 点击页面右上角的 Add API key 按钮，填入名字并勾选以下权限：“link as Gateway to a Gateway Server for traffic exchange, i.e. write uplink and read downlink“

 

 

• 接着会弹出 API key 的窗口供用户复制，请务必在这一步中将 API key 复制并保存到安全的位置。在关闭了该窗口后，将无法返回该界面获取该 API key，只能重复上面的步骤重新生成一个新的 API key。

 

 

3.接下来你需要使用 docker-compose 来启动你的 LoRa® 集中器，此处我们以使用 SPI 接口的 RAK2287 集中器为例，其频段为 US915。而 host 设备是一台树莓派 4。

 

• 首先我们需要新建一个文件夹，并在文件夹中新建一个名叫 docker-compose.yml 的文件：

 

mkdir example cd
example
nano docker-compose.yml

 

• 接着将下列内容粘贴进该文件并保存：

 

version: '2.0'

services:

  basicstation:
    image: xoseperez/basicstation:latest
    container_name: basicstation 
    restart: unless-stopped devices:
       -/dev/spidev0.0 
       -/dev/gpiochip0
   environment:	
       MODEL: "RAK2287"          
       INTERFACE: "SPI"
       TTS_REGION: "eu1"
       GATEWAY_EUI: "E45F01FFFF222233"                              #可以自由指定，需要保证在TTS上不进
       TTS_FREQUENCY_PLAN_IDBAND: "US_902_928_FSB_2"	 #此处以US915为例，根据集中器支持频段修改即可
       TC_KEY: "NNSXS.VRUYFHQ7J5NWWNB3KSW2VWFRGBZF……”#该api key是先在在TTS上生成，然后填入再启动容器

 

• 保存后，在终端同一个目录下中执行以下命令：

 

pi@rasperry:docker-compose up
#如果安装了新版docker compose，请运行如下命令
docker compose up

 

4.完成以上步骤后，请稍等片刻，网关将自动连上 TTS 网络服务器。Basic station 的容器会打印如下 log，包含对应的配置选项，例如集中器型号，device EUI 等：

 

 

然后你会看到网关成功入网的 log：

 

 

而此时在 TTS 网络服务器侧，则可以看到网关入网的提示：

 

 

以上就是目前 TTN 官方主推的一种部署 LoRa® packer forwarder 的方式。RAK 还提供多个基于容器技术的一键部署复杂服务的方式，包括双频段网关，接入 influxdb 数据库和 Grafana 图形化面板，接入 TagoCore 的案例，具体可以参考其 Github 代码仓库。

 

大家可以参考代码仓库中的开源应用案例，只需要稍加修改，就能打造出属于你自己的解决方案。