Configurando uma rede LoRaWAN privada com gateway WisGate Connect

Apr 28, 2024

Neste guia, explicaremos como configurar uma rede LoRaWAN privada usando o gateway WisGate Connect RAKwireless baseado em Raspberry Pi CM4 e Docker ou Portainer para instalar NodeRED, InfluxDB, Grafana e outros pacotes necessários para configurar nosso gateway.

O WisGate Connect é um gateway bastante versátil com Gigabit e Ethernet de 2,5 Gbps, além de várias opções opcionais de conectividade sem fio, como LoRaWAN, 4G LTE, 5G, WiFi 6, Zigbee, WiFi HaLoW e muito mais que podem ser adicionadas por meio de soquetes Mini PCIe ou M.2, expansão através de conectores WisBlock IO e um conector Raspberry Pi HAT de 40 pinos. Começaremos examinando detalhadamente os recursos do gateway, mas se você já sabe tudo isso, pode pular para a seção de configuração da rede LoRaWAN privada.

A RAKwireless nos enviou um modelo com Raspberry Pi CM4 equipado com 4 GB de RAM e 32 GB de memória eMMC, antenas GPS e LoRa, além de um gabinete metálico interno.

O kit também inclui uma fonte de alimentação e vários cabos.

O painel frontal do gateway vem com um display OLED. três slots para cartão SIM, conectores de antena GPS e LoRa e um slot para cartão microSD. São também mais dois furos para antena que não são utilizados na configuração do nosso modelo.

O painel traseiro possui duas portas de entrada de energia (um bloco terminal de 2 pinos e conector DC), um conector UART, alguns LEDs, saída de vídeo HDMI, portas Gigabit Ethernet e 2,5 GbE, uma porta USB-C para atualizar o firmware para o Raspberry Módulo Pi CM4 e três portas USB 3.0, além de mais dois orifícios para antena que não são usados ​​​​aqui.

Uma desmontagem do gateway mostra o módulo Raspberry Pi CM4 e LoRa, além de todas as opções de expansão com dois soquetes mini PCIe extras, dois slots WisBlock, algum espaço para um Raspberry Pi HAT interno, suporte PoE HAT opcional e muito mais.

Aqui está um lembrete das especificações da placa principal do WisGate Connect (RAK7391):

A RAKwirelss instalou um módulo RAK5146 LoRaWAN, um display OLED e um Raspberry Pi Compute Module 4 no modelo que recebemos, mas o gateway pode ser estendido com qualquer um dos módulos de hardware e acessórios mostrados na tabela abaixo.

A arquitetura de software do gateway mostra suporte ao docker, e é isso que usaremos para configurar uma rede LoRaWAN privada.

Existem duas maneiras de se conectar ao gateway WisGate Connect:

Iremos com a segunda opção. Conecte-se ao ponto de acesso “RAK_1D4F” do seu host com a senha “rakwireless”. No Windows, você terá que clicar em “Conectar usando uma chave de segurança” antes de inserir a senha.

O endereço IP da interface vlan0 agora deve aparecer na tela OLED do gateway. Podemos usar esse endereço IP para conectar-se ao gateway via SSH usando a porta 22. Executamos o Putty no Windows, mas você também pode selecionar outros programas compatíveis com SSH.

Agora podemos acessar o shell do RAKPiOS usando o nome de usuário “rak” e a senha “changeme”, que seremos solicitados a alterar na primeira vez que nos conectarmos.

Podemos encontrar mais alguns detalhes sobre o RAKPiOS com o comando:

Se você quiser dar uma olhada no código do sistema operacional, você pode fazê-lo no GitHub.

RAKwireless fornece seis exemplos de composição do Docker para implantação no gateway WisGate Connect RAK7391.

Usaremos o exemplo Standalone_LoRaWAN_Gateway neste exemplo, pois ele deve corresponder aos nossos requisitos.

Precisaremos modificar “docker-compose.yml” e modificá-lo para corresponder às configurações de nosso gateway (por exemplo, EUI) e opções (por exemplo, módulo RAK5146).

Agora podemos implantar nossos contêineres com Docker:

Agora temos 7 contêineres em execução no gateway:

Este método é adequado principalmente para pessoas familiarizadas com a linha de comando do Docker (docker compose) e a configuração YAML.

Aqui está um exemplo de uso de nosso servidor de rede LoRaWAN privado com The Things Stack, que podemos acessar com o endereço IP do gateway.

Depois de fazer login na interface, podemos registrar o gateway na The Things Network e compartilhá-lo com outras pessoas, se desejarmos.

Se usar a linha de comando não é sua preferência, o RAKwirless fornece uma interface de página da web para habilitar contêineres por meio do modelo Portainer para RAK7391. Você ainda precisará acessar o gateway por meio de SSH, mas apenas um comando será necessário: