【米尔瑞萨RZ/G2L开发板-创新应用】+ 基于RZ/G2L的lorawan集成网关

概述
本项目硬件方面是由RZ/G2L开发板作为主板，以及GPML7931-PX作为网关的Lora网络模块组成的。
系统使用的 Ubuntu 20.04.6 LTS (GNU/Linux 5.10.83-cip1-yocto-standard aarch64)。
关于Ubuntu的移植，在另一篇文章中有介绍。
软件方面使用chirpstack及chirpstack-gateway-bridge、sx1302_hal驱动、emqx、postgresql、redis等；

配置与调试
设备树：
关闭CAN，因为需要用到CAN占用的引脚：

1. &canfd {
   
2.         pinctrl-0 = <&canfd1_pins>;
   
3.         pinctrl-names = "default";
   
4.         status = "disabled";
   
5. 
   
6.         channel0 {
   
7.                 status = "disabled";
   
8.         };
   
9. 
   
10.         channel1 {
    
11.                 status = "disabled";
    
12.         };
    
13. };

复制代码

开启I2C2，用于lora模块里温度传感器：

1. &pinctrl {
   
2.     i2c2_pins: i2c2 {
   
3.         pinmux = <RZG2L_PORT_PINMUX(3, 0, 2)>, /* SDA */

复制代码

软件配置
postgresql配置：

1. sudo -u postgres psql
   
2. 
   
3. create role chirpstack with login password 'chirpstack';
   
4. create database chirpstack with owner chirpstack;
   
5. \c chirpstack
   
6. create extension pg_trgm;
   
7. \q

复制代码

sx1302_hal里修改I2C_DEVICE为/dev/i2c-2：
reset_lgw.sh如下：

1. SX1302_RESET_PIN=473     # SX1302 reset
   
2. SX1302_RESET_PIN_DIR=P44_1
   
3. 
   
4. WAIT_GPIO() {
   
5.     sleep 0.1
   
6. }
   
7. 
   
8. init() {
   
9.     # setup GPIOs
   
10.     echo "$SX1302_RESET_PIN" > /sys/class/gpio/export; WAIT_GPIO
    
11. 
    
12.     # set GPIOs as output
    
13.     echo "out" > /sys/class/gpio/$SX1302_RESET_PIN_DIR/direction; WAIT_GPIO
    
14. }
    
15. 
    
16. reset() {
    
17.     echo "CoreCell reset through GPIO$SX1302_RESET_PIN..."
    
18. 
    
19.     # write output for SX1302 CoreCell power_enable and reset
    
20.     echo "1" > /sys/class/gpio/$SX1302_RESET_PIN_DIR/value; WAIT_GPIO
    
21.     echo "0" > /sys/class/gpio/$SX1302_RESET_PIN_DIR/value; WAIT_GPIO
    
22. }
    
23. 
    
24. term() {
    
25.     # cleanup all GPIOs
    
26.     if [ -d /sys/class/gpio/$SX1302_RESET_PIN_DIR ]
    
27.     then
    
28.         echo "$SX1302_RESET_PIN" > /sys/class/gpio/unexport; WAIT_GPIO
    
29.     fi
    
30. }
    
31. 
    
32. case "$1" in
    
33.     start)
    
34.     term # just in case
    
35.     init
    
36.     reset
    
37.     ;;
    
38.     stop)
    
39.     reset
    
40.     term
    
41.     ;;
    
42.     *)
    
43.     echo "Usage: $0 {start|stop}"
    
44.     exit 1
    
45.     ;;
    
46. esac
    
47. 
    
48. exit 0

复制代码

global_conf.json如下：

1. {
   
2.     "SX130x_conf": {
   
3.         "com_type": "SPI",

复制代码

chirpstack-gateway-bridge配置，修改以下内容：

1. marshaler="json"

复制代码

chirpstack配置，修改如下：

1. # Network related configuration.
   
2. [network]
   
3. 
   
4.   # Network identifier (NetID, 3 bytes) encoded as HEX (e.g. 010203).
   
5.   net_id="000000"
   
6. 
   
7.   # Enabled regions.
   
8.   #
   
9.   # Multiple regions can be enabled simultaneously. Each region must match
   
10.   # the 'name' parameter of the region configuration in '[[regions]]'.
    
11.   enabled_regions=[
    
12.     "cn470_0",
    
13.   ]
    
14. 
    
15. # API interface configuration.
    
16. [api]
    
17. 
    
18.   # interface:port to bind the API interface to.
    
19.   bind="0.0.0.0:28080"

复制代码

region_cn470_0.toml:

1. # MQTT configuration.
   
2.       [regions.gateway.backend.mqtt]
   
3. 
   
4.         # Topic prefix.
   
5.         #
   
6.         # The topic prefix can be used to define the region of the gateway.
   
7.         # Note, there is no need to add a trailing '/' to the prefix. The trailing
   
8.         # '/' is automatically added to the prefix if it is configured.
   
9.         #topic_prefix= "cn470_0"
   
10.         event_topic="gateway/+/event/+"
    
11.         command_topic="gateway/{{gateway_id}}/command/{{command}}"
    
12. 
    
13.         # MQTT server (e.g. scheme://host:port where scheme is tcp, ssl or ws)
    
14.         server="tcp://localhost:1883"
    
15. 
    
16.         # Connect with the given username (optional)
    
17.         username=""
    
18. 
    
19.         # Connect with the given password (optional)
    
20.         password=""

复制代码

调试与展示
启动lora_pkt_fwd


启动chirpstack


登录chirpstack


添加网关，网关ID与lora_pkt_fwd的配置中的ID保持一致


添加应用


添加设备配置，增加了一个名为test的配置信息，region选CN470，mac版本选1.0.2，与设备端保持一致


添加设备，增加了一个名为test的测试设备


设备连接，设备端的日志，通过设备端的日志可以看到设备入网成功，获取到了设备地址：


网关端的设备日志，可以看到网关收到了设备的入网请求，并且分配了设备地址：


发送数据测试：
设备端的日志，可以看到发送数据成功：


网关端的日志，可以看有设备数据上传，包含了设备数据，端口等信息：


软件框图



硬件
硬件框图，通过LoRa网络构建起了一个个域网，用于设备端与网关和云端之间通讯的桥梁。由于LoRa的远距离通讯的特点，可以很好的覆盖家庭、小农场、办公等环境的使用。



实物照片


应用与总结
通过RZ/G2L开发板搭建LoraWAN网关可以方便的实现局域网环境的LoraWAN网络环境的部署，为智慧家居、智慧农业等传感器提供网络支持。
由于官方没有提供ubuntu系统镜像所以只能自己移植，希望尽快能跟进，相对来说还是ubuntu、debian等发行版的系统生态更加完善，做开发部署更加方便。最后是希望以后有微信、QQ等平台的服务交流群，电话和邮箱还是没有交流群来的方便。

展示视频

【【米尔瑞萨RZ/G2L开发板-创新应用】+ 基于RZ/G2L的lorawan集成网关】
https://www.bilibili.com/video/BV1eh4y1K7T9