【LoRaWAN活动】IoT Explorer接入单通道LoRaWAN网关与终端设备 应用笔记

1 前言

HT-M0L 是Heltec Automation与“腾讯连连”小程序联名推出的一款小体积、低成本的单通道LoRaWAN网关，主要面向智能家居、通信方案评估等应用场景，HT-M00L具有以下特性：

• 硬件特性
  • 由ESP32驱动SX1278芯片；
  • 内置470频段与2.4G频段弹簧天线
  • 使用Type-C接口供电
  • 收发状态RGB指示
• 软件特性
  • 支持GWMP（UDP）协议
  • 软件LoRa解调器，实现对125KHz SF7~SF12扩频因子的监听（特色）；
  • 支持单通道的LoRaWAN协议（Class A\Class C}的终端设备接入
  • 可通过Web界面自定义监听频点、速率等

2 准备工作

2.1 LoRaWAN服务器-腾讯云的物联网开发平台（IoT Explorer）

LoRaWAN服务器采用腾讯云的物联网开发平台（IoT Explorer）提供的LoRa开放社区网络

• https://cloud.tencent.com/product/iotexplorer。

2.2 LoRaWAN单通道网关

单通道LoRaWAN网关HT-M00L ：

• https://heltec-automation.readthedocs.io/zh_CN/latest/gateway/ht-m00l/index.html

2.3 LoRaWAN终端设备

• 如果采用标准LoRaWAN节点，HT-M00L需要设置为固定速率（即MAX SF = MIN SF）。
  • Preamble = 8
• 如果需要单通道LoRaWAN网关支持多速率，则需要修改LoRaWAN终端设备的Premble
  • Preamble= 16

3 基于腾讯云物联网开发平台搭建LoRaWAN网络

登录腾讯云物联网开发平台（IoT Explorer），腾讯云物联网开发平台LoRaWAN产品开发流程如下图所示

• https://cloud.tencent.com/product/iotexplorer

腾讯云物联网开发平台LoRaWAN产品开发流程

首先在 物联网开发平台 ->“公共示例”-> "新建项目"，比如新建项目为 LGW_SC01_M00L

接下来，在新建的项目“LGW_SC01_M00L”下面完成以下两类操作：

• 一是LoRa网络搭建（服务中心）
• 二是应用产品开发（开发中心）

3.1 服务中心

“服务中心”->“网络管理”->“LoRa网关管理”可用于搭建LoRaWAN网络与服务。

3.1.1 LoRa网关管理

点击“服务中心”->“网络管理”->“LoRa网关管理”，即可进入LoRa社区网络。

“LoRa网关管理”-->“社区网络”-->“添加网关”，填写LoRa网关的相关信息

• GwEUI
  • HT-M00L的网关ID

注意GwEUI必须与实际所使用LoRa网关EUI保持一致，否则LoRa网关将加入不了LoRa社区网络。

3.1.2 对接LoRaWAN网关

LoRaWAN网关是LoRaWAN终端设备与LoRaWAN服务器（腾讯云物联网开发平台）相互通信的桥梁。

3.1.2.1 配置网关

网关采用的是HT-M00L，首先进入网关的Web配置界面

1. 保持”USR”键处于按下状态，单次按下”RST”并松开
2. 待RGB灯变成黄绿色后，松开”USR”键。此时网关将创建一个名为”M00L_XXXX”的WiFi。
3. 将电脑或手机接入此WiFi，密码heltec.org，在浏览器中输入”192.168.4.1”，进入网关配置界面。

• WiFi名称 – HT-M00L网关将接入的WiFi名称，配置提交后，将通过此WiFi连接腾讯云；
• WiFi密码 – HT-M00L网关将接入的WiFi密码；
• 信道频率Hz – 该网关LoRa将要监听的频率，该频率必须与服务器、节点发射频率相对应；
• 最小扩频因子(MIN SF:7~12) – LoRa通信的最小扩频因子；
• 最大扩频因子(MAX SF:MIN SF ~12) – LoRa通信的最大扩频因子，该值必须大于等于“最小扩频因子”；
• 网关ID – 网关的唯一序列号，根据硬件Mac地址自动产生，已绑定；
• 服务器地址 – 已绑定腾讯云；
  • loragw.things.qcloud.com
• 端口号 – HT-M00L网关与LoRa服务器通信的端口，已绑定为1700；
• 时区 – 网关所在位置的时区。

3.1.2.2 用户自定义频点

单通网关，可根据实际需要添加自定义频点模板，以更好的适配单通道LoRaWAN网关

3.1.2.3 添加网关

“频点信息”这里选择“3.1.2.2”定义的单通道频率模板。

3.1.2.4 查看网关状态

• 网关配置完成并保存后自动复位网关，或者按RST按键重启网关
• 在用户网关界面就能看到网关在线
• 进入“物联网开发平台”-->“服务中心”-->“LoRa网关管理”-->“用户网关”，选中目标网关，查看该LoRa网关的当前状态信息（如网关名称、GwEUI、最后上报时间等等）

3.2 开发中心

腾讯云物联网开发平台“开发中心”可用于创建基于LoRaWAN终端设备的应用产品。

3.2.1 新建产品

点击 “开发中心” ->“新建产品”，在“新建项目”页面填入产品的相关信息

• 通讯方式 LoRaWAN

创建完产品后，就可以根据实际产品需求，按照产品开发流程向导，完成所需要内容。

3.2.1.1 数据模板

“数据模板”允许用户根据项目实际需要定义物模型。

注意： 必须正确定义数据模板，才能在“4 设备调试”正常显示设备上报的数据，否则即使终端侧通信正常，物联网开发平台侧也只能看到有数据上报行为（上行帧序列号\下行序列号会发生变化），但未显示预期的内容。

3.2.1.2 设备开发

“设备开发”可用于配置LoRaWAN的部分通信参数(协议版本、入网方式、设备类型、RX1 Delay、频率模板等)

“云端解析”可用于定义二进制数据（终端侧）与JSON数据（平台侧）格式相互转换的JS脚本。

上行数据解析脚本示例

function RawToProtocol(fPort, bytes) {
    var data = {
        "method": "report",
        "clientToken" : new Date(),
        "params" : {}
    };

    data.params.period = bytes[2] | (bytes[3] << 8);
    data.params.temperature = ( bytes[8] | (bytes[9] << 8) )/100;
    data.params.humidity = ( bytes[10] | (bytes[11] << 8) )/100;
    return data;
}

function RawToProtocol(fPort, bytes) {
    var data = {
        "method": "report",
        "clientToken" : new Date(),
        "params" : {}
    };
    data.params.temperature = bytes[0];
    data.params.humidity = bytes[1];
    data.params.period = bytes[2] | (bytes[3] << 8);
    return data;
}

3.2.1.3 交互开发

“交互开发”提供配置"腾讯连连"小程序等服务

• 在”交互开发”——>"配置小程序"->配置设备信息"显示面板"。
• 节点和网关正确配置完成后
• 打开“设备调试”页面对应设备的”二维码”，通过”腾讯连连”小程序扫描该设备二维码可快速添加设备。
• 设备添加完成后，可在”腾讯连连”小程序点击对应设备查看设备数据。

3.2.1.4 设备调试

“设备调试”可用于添加待接入的LoRaWAN终端设备，填写设备DevEUI与设备密钥（AppKey），以便进一步调试验证。

“设备调试”可以查看到“设备日志”、“设备事件”、“设备上下行日志”等信息。

“在线调试”可以进行查看上行数据（必须符合数据模板中定义的数值范围），下发下行数据包

4 参考

• 惠利特Heltec官方文档
  • HT-M00L快速入门
  • HT-M00L单通道网关简介
  • 准备工作
  • 在腾讯云上注册设备（云平台操作）
  • 配置设备（硬件操作）
  • 验证通信
  • 展示数据
  • LoRaWAN 用户自定义频点
• 腾讯云 HT-M00L 单通道网关接入指引