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使用LoRaWAN和TTN在IoT实验室测试RIOT-OS设备

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资料介绍

结构概述

2 个（或更多）B-L072Z-LRWAN1 LoRa 套件在 IoT-LAB 测试台上运行
物联网基础设施
一个简单的网关（或透明桥），由Python 实现，用于从 TTN 基础设施收集数据并将其发送到谷歌云平台；
谷歌云平台，提供Cloud IoT 核心和Pub/Sub API，用于管理连接、设备以及与 Web 应用程序交换的消息；
使用nodejs + express和一些其他相关框架构建的 web 应用程序；
用于存储的Mongodb NoSQL 数据库程序；

注意：我的github上提供的代码适用于我的个人 google 帐户上的凭据。我没有上传密钥，如果你想运行它，你需要自己设置。

IoT-LAB简介

IoT-LAB 是一个开放的测试平台，它提供了一个非常大规模的基础设施，适用于测试小型无线传感器设备和异构通信对象。

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它具有分布在法国六个不同地点的 1500 多个无线传感器节点。节点既可以是固定的，也可以是移动的，并且可以在所有站点中以各种拓扑进行分配。有多种无线传感器可用，具有不同的处理器架构和不同的无线芯片。

由于我们没有兼容 LoRa 的硬件，因此使用测试平台是在真实硬件上进行测试的最佳选择。

LoRaWAN 技术

LoRaWAN® 规范是一种低功耗、广域 (LPWA) 网络协议，旨在将电池供电的“事物”无线连接到区域、国家或全球网络中的互联网，并针对关键的物联网 (IoT) 要求，例如双向定向通信、端到端安全、移动性和本地化服务。它定义了网络的通信协议和系统架构，而 LoRa 物理层则支持远程通信链路。

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LoRaWAN® 网络中的节点是异步的，当它们准备好发送数据时进行通信，无论是事件驱动的还是调度的，避免了同步网络典型的电池消耗。此外，为了优化各种终端应用配置文件，LoRaWAN® 使用不同的设备类别。设备类别权衡网络下行链路通信延迟与电池寿命。

LoRaWAN® 利用两层安全性：一层用于网络，一层用于应用程序。网络安全确保网络中节点的真实性，而应用安全层确保网络运营商无权访问最终用户的应用数据。AES-128 加密与使用 IEEE EUI64 标识符的密钥交换一起使用。

TheThingsNetwork 概述和设置

The Things Network 是 LoRa Alliance® 的贡献者成员，LoRa Alliance® 是一个由 500 多家成员公司组成的非营利性协会，致力于通过开发和推广低功耗广域网 (LPWAN) 物联网来实现大规模部署。 LoRaWAN® 开放标准。

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网关构成了设备和物联网之间的桥梁，而物联网的后端系统负责在设备和应用程序之间路由物联网数据。事实上，诸如 LoRaWAN® 之类的非 IP 协议需要某种形式的路由和处理，然后才能将消息传递到应用程序。

TTN 和网桥设置

Things Network Web 界面使这些步骤变得非常简单：

首先，访问https://www.thethingsnetwork.org/并创建一个帐户；
转到控制台并向您的 TTN 帐户添加一个新应用程序，如果您需要更多信息，请使用此链接https://www.thethingsnetwork.org/docs/applications/add.html
现在，在您的 TTN 应用程序中为您要使用的每个板注册一个新设备。保留默认的其他空中激活 (OTAA) 程序。您唯一必须设置的是设备 EUI，让应用程序为您生成其他参数。如果您需要帮助，请看这里：https ://www.thethingsnetwork.org/docs/devices/registration.html

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第一步完成了！是时候设置网关了。我假设您已经阅读了第一篇文章“云平台设置”部分的说明，那么：

同样这一次，网关被谷歌云平台识别为简单设备，因此您需要将其添加到之前创建的设备集中。这里刷新如何做到这一点：https://cloud.google.com/iot/docs/how-tos/devices?authuser=1;
将 root.pem 证书的副本（之前生成的）放在devices_RIOT/gateway文件夹中（或简单地更改所有路径）；
TTN 使用 AES-128 对称加密，这意味着这一次您需要为对称密钥存储一个简单的字符串。您可以简单地将其作为纯文本保存在变量中，以便查看您的代码的任何人都可以阅读它！让我们做一些更安全的事情。在devices_LoRa/gateway文件夹中创建一个ttn_password.txt文件，然后从 TTN 控制台复制并粘贴密码，如上图所示。
恭喜，你找到了关键，现在，就像我们已经做了很多次一样，让我们在 gateway_LoRa.py 文件的顶部更改 Google 的设置：

# SETUP
project_id = 'your_project_ID'
registry_id = 'your_register_ID'
cloud_region = 'your_region'
device_id = 'your_device_ID'
sub_topic = 'your_topic'