Configurazione di una rete LoRaWAN privata con il gateway WisGate Connect

Apr 28, 2024

In questa guida, spiegheremo come configurare una rete LoRaWAN privata utilizzando il gateway WisGate Connect di RAKwireless basato su Raspberry Pi CM4 e Docker o Portainer per installare NodeRED, InfluxDB, Grafana e altri pacchetti necessari per configurare il nostro gateway.

Il WisGate Connect è un gateway piuttosto versatile con Gigabit e Ethernet da 2,5 Gbps oltre a diverse opzioni di connettività wireless opzionali come LoRaWAN, 4G LTE, 5G, WiFi 6, Zigbee, WiFi HaLoW e altro che può essere aggiunto tramite socket Mini PCIe o M.2, espansione tramite connettori WisBlock IO e un connettore HAT Raspberry Pi a 40 pin. Inizieremo esaminando in dettaglio le funzionalità del gateway, ma se sai già tutto, puoi passare alla sezione di configurazione della rete LoRaWAN privata.

RAKwireless ci ha inviato un modello con un Raspberry Pi CM4 dotato di 4 GB di RAM e 32 GB di memoria eMMC, antenne GPS e LoRa, oltre ad un involucro metallico da interni.

Nel kit è compreso anche l'alimentatore e cavi vari.

Il pannello frontale del gateway è dotato di un display OLED. tre slot per schede SIM, connettori per antenne GPS e LoRa e uno slot per schede microSD. Ci sono anche altri due fori per l'antenna che non vengono utilizzati nella configurazione del nostro modello.

Il pannello posteriore presenta due porte di ingresso alimentazione (una morsettiera a 2 pin e un jack CC), un header UART, alcuni LED, uscita video HDMI, porte Gigabit Ethernet e 2,5 GbE, una porta USB-C per eseguire il flashing del firmware sul Raspberry. Modulo Pi CM4 e tre porte USB 3.0, più altri due fori per l'antenna che non vengono utilizzati qui.

Uno smontaggio del gateway mostra il modulo Raspberry Pi CM4 e LoRa, oltre a tutte le opzioni di espansione con due socket mini PCIe aggiuntivi, due slot WisBlock, spazio per un HAT Raspberry Pi interno, supporto HAT PoE opzionale e altro ancora.

Ecco un promemoria delle specifiche della scheda principale WisGate Connect (RAK7391):

RAKwirelss ha installato un modulo LoRaWAN RAK5146, un display OLED e un Raspberry Pi Compute Module 4 nel modello che abbiamo ricevuto, ma il gateway può essere esteso con qualsiasi modulo hardware e accessorio mostrato nella tabella seguente.

L'architettura software del gateway mostra il supporto docker ed è ciò che utilizzeremo per configurare una rete LoRaWAN privata.

Esistono due modi per connettersi al gateway WisGate Connect:

Andremo con la seconda opzione. Connettiti al punto di accesso “RAK_1D4F” dal tuo host con la password “rakwireless”. In Windows, dovrai fare clic su "Connetti utilizzando una chiave di sicurezza" prima di inserire la password.

L'indirizzo IP dell'interfaccia vlan0 dovrebbe ora essere visualizzato sullo schermo OLED del gateway. Possiamo utilizzare questo indirizzo IP per connetterci al gateway tramite SSH utilizzando la porta 22. Abbiamo eseguito Putty in Windows, ma puoi selezionare anche altri programmi compatibili con SSH.

Ora possiamo accedere alla shell da RAKPiOS utilizzando nome utente “rak” e password “changeme”, che ci verrà chiesto di modificare la prima volta che ci colleghiamo.

Possiamo trovare qualche dettaglio in più su RAKPiOS con il comando:

Se vuoi dare un'occhiata da vicino al codice del sistema operativo puoi farlo su GitHub.

RAKwireless fornisce sei esempi di composizione Docker per la distribuzione sul gateway WisGate Connect RAK7391.

Utilizzeremo l'esempio Standalone_LoRaWAN_Gateway in questo esempio poiché deve corrispondere strettamente ai nostri requisiti.

Dovremo modificare "docker-compose.yml" e modificarlo in modo che corrisponda alle impostazioni del nostro gateway (ad esempio EUI) e alle opzioni (ad esempio il modulo RAK5146).

Ora possiamo distribuire i nostri contenitori con Docker:

Ora abbiamo 7 contenitori in esecuzione sul gateway:

Questo metodo è adatto principalmente a persone che hanno familiarità con la riga di comando di Docker (docker compose) e la configurazione YAML.

Ecco un esempio di utilizzo del nostro server di rete LoRaWAN privato con The Things Stack a cui possiamo accedere con l'indirizzo IP del gateway.

Dopo aver effettuato l'accesso all'interfaccia, possiamo registrare il gateway su The Things Network e condividerlo con altri, se lo desideriamo.

Se l'utilizzo della riga di comando non fa per te, RAKwirless fornisce un'interfaccia della pagina Web per abilitare i contenitori tramite il modello Portainer per RAK7391. Dovrai comunque accedere al gateway tramite SSH, ma è necessario un solo comando: