使用LoRa Smart Blocks Development Kit來創建LoRaWAN網絡

本文將為大家介紹如何用群登科技（Acsip）的LoRa Smart Blocks Development Kit 來創建LoRaWAN網絡，開發工具包含LoRa智能型積木組件及正文 Gemtek Indoor Gateway。

群登這套LoRa智能型積木組件采用通過LoRa Alliance、CLAA、Actility等多重認證的S76S／S78S LoRa模塊，透過感測板（Sensor Board）、LoRa板（LoRa Board）及電池板（Battery Board）來組合成一積木式套件，一舉滿足LoRa物聯網應用開發的三大重點：主控板、LoRaWAN及電源需求，進一步降低進入物聯網領域的門坎，協助Maker們快速熟悉LoRa Smart Blocks，輕松利用這些軟硬件智能積木，組合搭配出各式各樣的物聯網應用，讓Maker輕易完成概念性驗證（Proof of Concept），加速物聯網產品上市時程。

LoRa開發工具包

LoRa開發工具包應用

LoRa Smart Blocks方案的感測板采用使用者最為熟悉，且軟、硬件整合功能強大的Arduino開發板，讓使用者得以在此開發平臺上輕易地與各種Sensor進行整合。LoRa 板則是采用群登號稱全球體積最小的S76S LoRa通訊模塊，透過UART接口將感測板的Sensor訊號由LoRa模塊傳送至Gateway及云端平臺。積木式套件另提供電池板，可使LoRa開發板自備電源，使得供電方式更為彈性，方便戶外測試更為便利。

LoRa Smart Blocks 套件主要積木組件規格如下：

1.LoRa Board ：S76S - Semtech 公司的SX1276

2. Sensor Board （compliant Arduino UNO）

• MCU： ATmega328P ，提供GPIO/I2C/ADC/UART

• 開發環境： Arduino

• 傳感器：內建SHT30高精度溫濕度感測、MC3630 mCube 3軸加速器，二種傳感器均為I2C界面，Address分別為0x45、0x6C

• 程序刻錄：AVR ISP(透過ICSP 連接Arduino UNO SPI接口，Arduino as ISP方式刻錄)

3. Battery Board：Lithium/ 3.7V /300mAh

4. Gemtek LoRa Indoor Gateway Unit：Gemtek indoor 16 channel LoRaWAN Gateway

LoRa Smart Blocks Development Kit ，主要智能型積木組件接腳圖如下：

程序刻錄透過Sensor Board ICSP 連接Arduino UNO SPI接口，以Arduino as ISP方式刻錄。

Arduino UNO與Sensor Board接腳連接方式如下，詳細刻錄步驟請參考群登科技所提供的文件及范例。

1. UNO D13 ←→ ICSP SCK (pin 3) UNO D12 ←→ ICSP MISO (pin 1)

2. UNO D11 ←→ ICSP MOSI (pin 4) UNO D10 ←→ ICSP REST (pin 5)

3. UNO 5V ←→ ICSP +5V (pin 2) UNO GND ←→ ICSP GND (pin 6)

LoRa Smart Blocks的S76S LoRa通訊模塊同時支持Node to Node 的P2P自建LoRa網及LoRaWAN 1.0.2協議LoRa網絡架構。Smart Blocks的LoRa Board S76S LoRa Command 指令集類型分為：SIP commands指令集、MAC commands指令集、RF commands指令集等3種指令類型，并依模塊的運作模式分為：LoRaWAN 模式指令、Node to Node 模式指令。

UART 聯機預設參數為：115200,N,8,1，可利用Serial port control software 來測試。

SIP commands：LoRa芯片模塊內部指令集

MAC commands：LoRa MAC協議指令集

設定頻段之各Channel頻段預設如下：可用mac set_ch_freq指令更改各Channel頻段

RF commands：LoRa RF發射接收指令集

發射接受指令集

LoRaWAN command測試

Join ABP mode

Join OTAA mode

Confirmed Uplink and Downlink

Node to Node command測試

自組LoRaWAN網絡實戰介紹

可利用LoRa Smart Blocks套件所提供的積木式LoRa Node(結合了Arduino Sensor board內建的SHT30高精度溫濕度感測、MC3630 mCube 3軸加速器傳感器)，以Arduino 范例連接到Kit所提供的Gemtek Indoor LoRa Gateway 進行實作測試，步驟如下：

1.聯機進入Gateway后臺，設定LoRa Node 以OTAA方式Join LoRaWAN 之AppEUI、DevEUI、DevAddr、AppKey。

2.設定LoRa Node 以ABP方式Join LoRaWAN 之DevAddr、NwksKey、AppsKey。

3.設定Gemtek Indoor LoRa Gateway Network Server 以及MQTT forward LoRa 封包。

4.查看Gemtek Indoor LoRa Gateway WAN的MAC Address。

5.利用MQTTBox Client 接收LoRa Gateway Network Server forward 的LoRa 封包。

6.查看Gemtek Indoor LoRa Gateway LoRa Module 1,2各channal 設定的頻段

7.LoRa board (S76S) 端連接至LoRa Gateway LoRaWAN ABP方式：

(1)利用Serial port 聯機軟件測試 （范例程序）

(2)利用Arduino 測試Sample （ 范例程序 ）

8.MQTTbox 接收Gateway轉送信息封包：