ラズパイとLoRaWANその4 - 実際にLoRa GPS HAT-JPとThe Things Networkをつなげてみる！

2019-04-26 (Fri)

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Dragino LoRa GPS HATとLoRa Mini を使って温度、湿度データをTTN-Cayenneで表示してみた

上記　The Things Netowrk Japanフォーラムの投稿記事は、TTN Niigataイニシエータの田中さんにお願いしLoRa GPS HAT-JPを使いながら実証後に投稿いただいたものです。

＊ The Things Network Niigataサイト
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https://www.thethingsnetwork.org/community/niigata/

＊　The Things Netowrk Japanフォーラム
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https://www.thethingsnetwork.jp/forum/

上記投稿内容を参照しながら、私が手持ちのLoRa GPS HAT-JPでThe Things Networkとの接続を試みたのですが、上手く動作しませんでした。　　

そこで、田中さんが新潟から上京、実際に目の前で設定をしながら教えていただいた忘備録です。　ご参考までに。

＊Rasbianは下記のバージョンを使用しました。

1. Dual Channel Packet Forwarderの内容を追加編集します
下記サイトからDual Channel Packet Forwarderをラズパイ経由でをダウンロードします。
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https://github.com/bokse001/dual_chan_pkt_fwd

2. 日本電波法向け：下記投稿文『DRAGINO Lora GPS HAT-JPを動かしてみた』を参照します
元TTNネットワークアーキテクト、現在 Lacuna SpaceのCTO Thomas TelkampがThe Things Network向けに最適化したSingle Channel Packet ForwarderのGithub
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https://github.com/tftelkamp/single_chan_pkt_fwd

上記プログラム内のオリジナルはmain.cppを日本向けにローカライズした参照サイト
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DRAGINO Lora GPS HAT-JPを動かしてみた

以下dual_chan_pkt_fwd.cpp（オリジナルmain.cpp）に追加
＝＝＝ 1番目の追加部分　＝＝＝＝
// Tx Power Register
　#define REG_PA_CFG 0x09
// Power Setting for Japan ARIB STD-T108
// 20mW=13dBm
// SX1276 RegPaConfig(0x09), Val=0x3f
// bit 7 PaSelect = 0 select RFO
// bit 6-4 MaxPower = 3 Pmax=10.8+0.6*3=12.6 < 13
// bit 3-0 OutputPower = 0x0f Pout=Pmax-(15-0x0f)=12.6
// SX1272 RegPaConfig(0x09), Val=0x0e
// bit 7 PaSelect = 0 select RFO
// bit 6-4 unused = 0
// bit 3-0 OutputPower = 0xe Pout=-1 + OutputPower = -1 + 0x0e = 13dBm
int PWR_JPN_1276 = 0x3f;
int PWR_JPN_1272 = 0xe;
===================================

周波数設定の後に追加します．
＝＝＝ 2番目の追加部分　＝＝＝＝
// Set Tx Power for Japan
if (sx1272) {
writeRegister(REG_PA_CFG, PWR_JPN_1272);
} else {
// sx1276
writeRegister(REG_PA_CFG, PWR_JPN_1276);
}
===================================

3. Dual Channle Packet Forwarder内の
dual_chan_pkt_fwd.cppを上記 main.cppのように編集します。

◆unit32_t freq2 = 868300000; の次の行から、1番目の追加部分をカット＆ペーストします。

◆WirteRegister(REG_MODEM_CONFIG2........｝ の次の行から、２番目の追加部分をカット＆ペーストします。

ここが注意！
writeRegister(REG_PA_CFG,PWR_JPN_1272);
writeRegister(REG_PA_CFG,PWR_JPN_1276);
となっているところは関数の仕様が変わっていますので
WriteRegister(REG_PA_CFG,PWR_JPN_1272, CE);
WriteRegister(REG_PA_CFG,PWR_JPN_1276, CE);
に変更してください。（先頭のwがW（大文字）になる、引数にCEを追加）　

4． Global_conf.jsonファイルを編集します
GPIOの調整および日本の周波数に変更します。

{
"SX127x_conf":
{
"freq": 923400000,
"freq_2": 923200000,
"spread_factor": 10,
"pin_nss": 6,
"pin_dio0": 7,
"pin_nss_2": 6,
"pin_dio0_2": 7,
"pin_rst": 3,
"pin_led1":4,
"pin_NetworkLED": 22,
"pin_InternetLED": 23,
"pin_ActivityLED_0": 21,
"pin_ActivityLED_1": 29
},

そして、LoRaWANゲートウェイの個人所有情報を変更します。また、 Rasberry PiでEthernet(有線LAN）からWiFi《無線LAN）を使うか入力します。　

ここが注意！
コマンドモードで、ifconfig -a を実行して有線LANか無線LANを使うかでMACアドレスは変わります。このMACアドレスは、The Things Networkのコンソール画面のゲートウェイ設定で必ず一致していないと The Things NetworkでLoRaWANゲートウェイとして認識されません！

また、Rasberry Pi 3B＋のデフォルトでインストールしたままでは、SPIインターフェースが有効にはなっていませんので、ラズパイ設定画面で有効ボタンに変更してください。

すべての設定が終わりましたら、プログラムをコンパイルします。

コンパイルが上手くいったら、sudo ./dual_chan_pkt_fwd　コマンドを実行します。

上述の設定変更した内容が画面表示され、LoRa GPS HAT-JPが日本仕様の周波数帯域で待機状態であることがわかります。

今回は、LoRa GPS HAT-JP、LoRa mini dev, WiFiテザリングを持ち歩いてデモするため、鍵認証方式をABPでThe Things Networkの設定をしました。

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LoRa mini dev＋温度湿度センサをThe Things Networkに登録する方法

同時にThe Things Networkのコンソール画面でゲートウェイ一覧-トラフィック画面内にLoRaセンサノードからLoRa GPS HAT-JPで受信したパケットが時系列で下記のようにリスト表示されます。

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Dragino LoRa GPS HATとLoRa Mini を使って温度、湿度データをTTN-Cayenneで表示してみた

*TTN Niigataイニシエータの田中さん、　遠路はるばる新潟から上京、ご指導いただきましてありがとうございました。多謝！

◆LoRa IoTスターターキットをThe Things Networkで試すパート1：LoRaWANとキットの紹介
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https://www.rs-online.com/designspark/getting-start-the-lora-iot-starter-kit-with-the-things-network-part1-jp

無免許長距離無線通信ネットワーク LPWANの代表例であるLoRaWANは，センサデバイスとセキュアに通信するため暗号化して通信する仕組みが導入されています。通信開始時は、「アクティベーション」により暗号鍵を交換しますが、この方式にはABPとOTAAの２種類があります。今後、LoRaWANの発展において理解が重要であるこの2種類の方式について解説します。
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https://www.rs-online.com/designspark/what-is-the-activation-method-on-lorawan-abp-and-otaa-jp

以上

右下の字幕オプションで日本語を選択してご覧ください！

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