Microchip LoRa? 技術(shù)評估套件使用指南：從入門到精通

引言

在物聯(lián)網(wǎng)（IoT）蓬勃發(fā)展的今天，LoRa 技術(shù)憑借其低功耗、遠距離、大容量等優(yōu)勢，成為了無線通信領(lǐng)域的熱門選擇。Microchip 的 LoRa 技術(shù)評估套件為開發(fā)者提供了一個全面且便捷的平臺，用于評估和開發(fā)基于 LoRa 技術(shù)的應(yīng)用。本文將深入介紹該評估套件的使用方法，幫助電子工程師們快速上手。

文件下載：DV164140-1.pdf

套件概述

Microchip 的 LoRa 技術(shù)評估套件是一個綜合性的安裝包，包含了評估 LoRa 系統(tǒng)所需的所有組件，如 LoRa 開發(fā)工具、示例服務(wù)器 Docker 鏡像以及 Java 1.8 運行時可再發(fā)行組件。該套件旨在讓用戶通過簡單的操作就能體驗和開發(fā) LoRa 網(wǎng)絡(luò)，涵蓋了自動創(chuàng)建、個性化激活和空中激活等多種網(wǎng)絡(luò)接入方式，同時支持下行消息排隊等功能。

安裝與系統(tǒng)準備

安裝套件

套件支持 Windows、Apple 和 Linux 等多種操作系統(tǒng)。安裝過程中，用戶可以根據(jù)需求選擇安裝內(nèi)容，包括開發(fā)工具、服務(wù)器應(yīng)用和可再發(fā)行組件等。安裝前需要確保安裝 Java 8 運行時環(huán)境，同時需從官網(wǎng)下載并安裝 Docker Toolbox。

系統(tǒng)準備

1. 啟動 Oracle VM VirtualBox：在 Windows 和 Mac 系統(tǒng)中，Docker 需要在虛擬機中運行，因此需要啟動 Oracle VM VirtualBox 并進行端口轉(zhuǎn)發(fā)設(shè)置。
2. 添加端口轉(zhuǎn)發(fā)規(guī)則：通過 Oracle VM VirtualBox Manager 添加端口轉(zhuǎn)發(fā)規(guī)則，確保網(wǎng)關(guān)和數(shù)據(jù)庫流量能夠正確轉(zhuǎn)發(fā)到虛擬機中的評估服務(wù)器。
3. 分配靜態(tài) IP：為 PC 的本地網(wǎng)絡(luò)連接分配靜態(tài) IP 地址，以確保網(wǎng)關(guān)和服務(wù)器之間的通信正常。

服務(wù)器設(shè)置

啟動 Docker 快速啟動終端

通過 Docker 快速啟動終端與 Docker 進行通信，從而管理評估服務(wù)器和數(shù)據(jù)庫。

加載 Docker 鏡像

使用 docker load 命令加載 Microchip 提供的 Docker 鏡像，為后續(xù)創(chuàng)建容器做準備。

創(chuàng)建和管理 Docker 容器

使用 docker create 命令創(chuàng)建名為 lora_server 的容器，并指定端口映射。之后可以使用 docker start、docker stop 和 docker restart 等命令對容器進行啟動、停止和重啟操作。

網(wǎng)絡(luò)評估套件設(shè)置

連接設(shè)備

將 LoRa 網(wǎng)絡(luò)評估套件的網(wǎng)關(guān)和 RN 模塊通過 USB 連接到主機 PC，并使用以太網(wǎng)連接網(wǎng)關(guān)和 PC 的局域網(wǎng)端口。

連接到開發(fā)工具

啟動 LoRa 開發(fā)工具，工具會自動掃描可用的 LoRa 設(shè)備，并將其添加到設(shè)備列表中。

配置網(wǎng)關(guān)和 RN 模塊

1. 配置網(wǎng)關(guān)：確認網(wǎng)關(guān)的默認設(shè)置，如網(wǎng)關(guān) ID、IP 分配模式、服務(wù)器 IP 等，并啟動輪詢請求，觀察網(wǎng)關(guān)的在線狀態(tài)。
2. 配置 RN 模塊：選擇 RN 模塊，使用自動創(chuàng)建個性化功能，配置網(wǎng)絡(luò)會話密鑰、應(yīng)用會話密鑰和設(shè)備地址等參數(shù)，使 RN 模塊能夠快速接入評估服務(wù)器。

不同模式的實現(xiàn)示例

自動創(chuàng)建示例

使用自動創(chuàng)建個性化密鑰，從 RN 模塊發(fā)送未確認的上行消息，通過網(wǎng)關(guān)捕獲并確認消息已成功發(fā)送到服務(wù)器數(shù)據(jù)庫。

激活 - 個性化（ABP）示例

1. 創(chuàng)建 ABP 憑證：在服務(wù)器中創(chuàng)建唯一的 ABP 憑證，并將其保存到 RN 模塊中。
2. 加入網(wǎng)絡(luò)并發(fā)送消息：RN 模塊使用 ABP 憑證加入網(wǎng)絡(luò)，并發(fā)送未確認的上行消息，確認網(wǎng)關(guān)捕獲和服務(wù)器接收情況。

空中激活（OTAA）示例

1. 創(chuàng)建服務(wù)器應(yīng)用和 OTAA 憑證：在服務(wù)器中創(chuàng)建新的應(yīng)用，并為 RN 模塊創(chuàng)建 OTAA 憑證。
2. 加入網(wǎng)絡(luò)并發(fā)送消息：RN 模塊使用 OTAA 憑證加入網(wǎng)絡(luò)，并發(fā)送未確認的上行消息，確認網(wǎng)關(guān)捕獲和服務(wù)器接收情況。

RN 模塊和網(wǎng)關(guān)的詳細配置

RN 模塊

RN 模塊的模型視圖分為多個標簽頁，包括 LoRaWAN 行為、MAC 通道、FCC 測試、無線電行為和設(shè)備固件更新等。每個標簽頁包含多個可折疊的面板，方便用戶進行配置和測試。

網(wǎng)關(guān)

網(wǎng)關(guān)的模型視圖為單個標簽頁，用于配置設(shè)備參數(shù)和顯示統(tǒng)計信息。用戶可以通過該視圖配置網(wǎng)關(guān)的 ID、IP 分配模式、服務(wù)器設(shè)置等參數(shù)，并觀察網(wǎng)關(guān)的連接狀態(tài)和統(tǒng)計數(shù)據(jù)。

網(wǎng)關(guān)行為操作

電源和通信連接

網(wǎng)關(guān)可以通過 USB 連接獲取電源和進行串口通信，同時通過以太網(wǎng)連接與 LoRa 網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器進行 TCP/IP 通信。

交互和顯示

網(wǎng)關(guān)的 LCD 屏幕可以顯示啟動信息、固件版本、配置設(shè)置和流量統(tǒng)計信息。用戶可以通過按鈕進行統(tǒng)計信息清零、顯示切換和硬件復位等操作。

命令操作

網(wǎng)關(guān)的命令以 sys 開頭，包括系統(tǒng)命令、獲取命令和設(shè)置命令等。用戶可以通過串口發(fā)送這些命令來配置網(wǎng)關(guān)的參數(shù)和獲取相關(guān)信息。

LoRa 技術(shù)服務(wù)器和數(shù)據(jù)庫

服務(wù)器操作

服務(wù)器模型視圖分為服務(wù)器和數(shù)據(jù)庫兩個標簽頁。在服務(wù)器標簽頁中，用戶可以配置服務(wù)器和數(shù)據(jù)庫的連接方式，創(chuàng)建和更新應(yīng)用服務(wù)器，添加和更新設(shè)備信息，以及排隊下行消息。

數(shù)據(jù)庫操作

在數(shù)據(jù)庫標簽頁中，用戶可以選擇不同的數(shù)據(jù)庫表進行查看和操作，包括數(shù)據(jù)流量、應(yīng)用服務(wù)器、網(wǎng)關(guān)單元、ABP 設(shè)備和 OTAA 設(shè)備等。用戶可以通過刷新數(shù)據(jù)、設(shè)置輪詢速率、刪除行和更改區(qū)域等操作來管理數(shù)據(jù)庫。

總結(jié)

Microchip 的 LoRa 技術(shù)評估套件為電子工程師提供了一個強大而便捷的平臺，用于評估和開發(fā) LoRa 網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用。通過本文的介紹，相信讀者已經(jīng)對該套件的使用方法有了全面的了解。在實際應(yīng)用中，工程師們可以根據(jù)具體需求進一步探索和優(yōu)化 LoRa 系統(tǒng)，實現(xiàn)更多創(chuàng)新的應(yīng)用。

你是否在使用 LoRa 技術(shù)評估套件的過程中遇到過什么問題？歡迎在評論區(qū)分享你的經(jīng)驗和見解。