Lavritech L1 Lite LoRaWAN

Это черновик страницы. Последняя правка сделана 13.06.2024 пользователем A.Ksenofontov.

Общая информация

LoRaWAN — это беспроводная технология передачи данных с дальностью действия до 15 км. Используется в домашней и коммерческой автоматизации.

На физическом уровне основана на методе модуляции LoRa (ЛоРа) и разработана специально для использования в интернете вещей (IoT).

Описание

Lavritech L1 Lite

Для использования LoRaWAN-устройств с контроллером Wiren Board понадобится контроллер в исполнении Lavritech L1 Lite Lora Wan + Ethernet, который будет выступать в качестве LoRaWAN шлюза. Для использования протокола ModBus для связи шлюза и контроллера Wiren Board необходима прошивка LoRaWAN шлюз ModBus RTU slave MQTT. Выбирается на сайте производителя при заказе устройства.

В качестве оконечного устройства могут выступать разнообразные устройства: датчики температуры, охранные устройства, приборы учёта и др. Обратите внимание устройства должны поддерживать протокол LoRaWAN, не все устройства работающие на физическом уровне LoRa поддерживают LoRaWAN.

Настройка контроллера Lavritech L1 Lite в качестве LoRaWAN шлюза

Подключение к точке доступа Lavritech L1 Lite

1. Подключится к web-интерфейсу контроллера Lavritech L1 Lite (инструкция производителя)
   • Нажмите и удерживайте на материнской плате кнопку «USER» и затем нажмите кнопку «RESET», так контроллер перейдёт в режим точки доступа WiFi, на устройстве с WiFi модемом найдите и подключитесь к открытой WiFi сети «Lavritech_L1», web-интерфейс будет доступен по ip адресу 192.168.4.1
   • Так же возможно проводное ethernet подключение, Lavritech_L1 получит ip адрес от вашего DHCP-сервера и web интерфейс будет доступен по его ip адресу.

Настройка Lavritech L1 Lite в режим LoRa шлюза

1. Настройка котроллера Lavritech L1 Lite в режим шлюза LoRaWAN (инструкция производителя)
   1. В web-интерфейсе перейдите Config:LoRa
   2. В первой строке выбрать Lora Gateway
   3. Во второй строке выбрать ABP

Подключение оконечных устройств в LoRaWAN шлюз по ABP

ABP(Activation by Personalization) — поддержка шифрования со статическими ключами. Работа в режиме ABP — это наилучший компромисс между безопасностью передачи данных и удобством (простотой) работы. Для работы в шлюз должны быть записаны DevAddr, AppSkey, NwkSkey полученные от производителя оконечного устройства (часто указаны на наклейке или в паспорте устройства).

1. В web-интерфейсе Lavritech L1 Lite перейти Lora-Nodes option, выбрать из номеров Node (каждый номер соответствует подключенному оконечному устройству)
2. Заполнить графы:
   • DevAddr — адрес устройства.
   • TimeOut — оставить по умолчанию 65535 секунд (если за это время шлюз не получал данных от оконечного устройства — выводится сообщение об ошибке).
   • AppSkey — сессионный ключ.
   • NwkSkey — сетевой сессионный ключ.
   • Data structure — здесь нужно описать структуру получаемого сообщения, можно найти в документации на оконечного устройства.

Ниже представлена расшифровка основные типов бинарных данных из документации на Lavritech L1 Lite, для заполнения поля Data structure:

• T — Температура, 2 байта int, значение умножено на 10 (1 знак после запятой).
• H — Влажность, 2 байта uint, значение умножено на 10 (1 знак после запятой).
• L — Long данные, 4 байта, например, счетчики импульсов.
• С — Аналогично L.
• А — АЦП или другие 16 битные данные, 2 байта.
• B — Однобайтовое значение.
• G — состояние GPIO.
• 1..9 — количество пропускаемых байт, эти данные не будут использоваться. Также данные не используются, если названия переменных указать в нижнем регистре.

Дополнительные флаги (дописываются перед основными):

• R — обратный порядок байтов (старший байт первый), т. е. если принимаем температуру то пишем не просто T, а RT, если старший байт передаётся первым.
• S — значение с 2 знаками после запятой.

Пример подключения оконечного устройства к шлюзу LoRaWAN

Вега ТД-11

Подключаемо оконечное устройство — датчик температуры Вега ТД-11.

DevAddr, AppSkey, NwkSkey этого устройства указаны в паспорте устройства, а так же их можно считать или сгенерировать новые в ПО Vega LoRaWAN Configurator, при подключении датчика к ПК.

Для заполнения графы Data structure, в инструкции на датчик, находим таблицу Пакет с текущими показаниями:

Соответственно наша запись в поле Data structure будет такая : BBBLTBBBB

Показания в меню

Где:

1. B — Тип пакета.
2. B — Заряд батареи в %.
3. B — Превышение лимитов ("0" - нет превышения, "1" - есть превышение).
4. L — Время снятия показаний, передаваемых в данном пакете (unixtime UTC).
5. T — Температура в °C, умноженная на 10.
6. B — Нижний температурный лимит.
7. B — Верхний температурный лимит.
8. B — Причина передачи пакета.
9. B — Состояние входов (битовое поле).

На главной странице шлюза мы должны получить показания с датчика.

Передача показаний от шлюза в контроллер Wiren Board по ModBus

Настройка ModBus slave на контроллере Lavritech L1 Lite

Открыть Config: ModBus_slave-Config RTU

1. Address — ModBus адрес контроллера Lavritech L1 Lite
2. Speed RS485 — Скорость обмена на шине

Привязка данных полученных от шлюзом к регистрам ModBus

Config ModBus Slave (RTU)

В настойках шлюза выбираем ModBus_slave, здесь происходит привязка полученных данных к регистрам ModBus, которые будут доступны для чтения.

1. Регистр — по этому адресу будет доступны данные при запросе Modbus командой чтения Input registrer(0x04).
2. Далее выбор источника данных — Lora.
3. Привязка регистров Num: A-B, где A — номер ноды, B — регистр ноды.

В соответствии с нашим примером установим:

• 1 Registr : 0 Lora Num: 1-2 (Заряд батареи в %).
• 2 Registr : 2 Lora Num: 1-5 (Температура в °C, умноженная на 10).

Подключение контроллера Lavritech L1 Lite к контроллеру Wiren Board по шине RS-485 ModBus

Настройка канала батареи

Настройка канала температуры

Результат

• Подключите устройство к шине RS-485 с соблюдением распиновки, указанной на Lavritech L1 Lite.
• Считать данный со шлюза можно создав устройство через веб интерфейс или создав шаблон

Пример без шаблона

1. Открыть web-интерфейс контроллера Wiren Board Настройки — Конфигурационные файлы — Настройка драйвера serial — устройств(необходимы права Администратора) — Добавить устройство
2. Порт — RS485-1 или RS485-2, в соответствии к какой шине подключен шлюз, тип устройства — Произвольные устройства - Устройство с протоколом Modbus. Нажать Добавить устройство.

1. Адрес устройства — адрес контроллера Lavritech L1 Lite
2. Свойства — название устройства, ввести название устройства Температура на улице
3. Нажатием +канал создаём канал устройства:
   • Имя — Заряд батареи.
4. Заполняем поля:
   • Тип — range.
   • Тип регистра — input.
   • Адрес (десятичное значение) — 0.
5. Нажатием "+канал" создаём ещё один канал устройства.
6. Заполняем поля.
   • Имя — Температура.
   • Тип — temperature.
   • Тип регистра — input.
   • Адрес (десятичное значение) — 2.
   • Множитель — 0.1
7. Нажать — Сохранить настройки.
8. В web-интерфейсе Wiren Board выбрать Устройства, увидеть устройство Температура на улице с полями Заряд батареи и Температура.

Пример с созданием шаблона

Для удобства использования и редактирования можно создать шаблон по инструкции. Пример шаблона:

{
    "device_type": "lora_temperature_sensor",
    "title": "LoRa Temperature Sensor",
    "group": "g-climate-sensor",
    "device": {
        "name": "LoRa Temperature Sensor",
        "id": "lora_temperature_sensor",
        "channels": [
            {
                "name": "Battery Charge",
                "reg_type": "input",
                "address": 0,
                "type": "range",
                "format": "u16"
            },
            {
                "name": "Temperature",
                "reg_type": "input",
                "address": 2,
                "type": "value",
                "units": "deg C",
                "format": "u16",
                "scale": 0.1
            }
        ],
        "translations": {
            "ru": {
                "LoRa Temperature Sensor": "LoRa датчик температуры",
                "Battery Charge": "Заряд батареи",
                "Temperature": "Температура"
            }
        }
    }
}

Передача показаний от шлюза в контроллер Wiren Board по MQTT

Для передачи данных от шлюза к контроллеру Wiren Board можно вместо ModBus использовать MQTT Для этого контроллер Lavritech L1 Lite должен иметь сетевой доступ к контроллеру Wiren Board (обычно используется при использовании обоих котроллеров в одной локальной сети)

1. В настройках Lavritech L1 Lite перейти к настройке публикаций сообщений в брокер MQTT установленный на Wiren Board Config:Servers.
2. Включить функцию Enable send MQTT.
3. Ввести ip адрес, порт, логин и пароль от MQTT брокера установленного на Wiren Board (по умолчанию порт 18883, логин и пароль отсутствуют).
4. Нажать SET, через несколько секунд в первой строчке должно быть сообщение OK, если подключение прошло успешно.
5. Данные от шлюза теперь публикуются в MQTT брокере контроллера Wiren Board (для удобства просмотра можно использовать MQTT Explorer).
6. Для получения данных в web-интерфейсе Wiren Board необходимо создать виртуальное устройство и связать его каналы с топиком в MQTT брокере с помощью правила wb-rules

Пример правила с датчиком Вега ТД-11

defineVirtualDevice('lora-device', {
    title: 'Vega DT11' ,
    cells: {
      temperature: {
        title: "Temperature",
        type: "value",
        value: "0",
        units:"deg C",
        scale:0.1
        
      },
      battery:{
        title: "Battery",
        type: "range",
        value: "0",
        readonly:true
      }
    }
});

trackMqtt("/Lavritech_L1/lors0102", function(message) {
  dev["lora-device/battery"]=Number(message.value);
});
trackMqtt("/Lavritech_L1/lors0105", function(message) {
  dev["lora-device/temperature"]=Number(message.value);
});

Полезные ссылки

• Официальный сайт Lavritech
• Официальный сайт Vega IoT