描述

大概的概念

該項目與 CleverWeather相關，因此強烈建議先檢查。實現部分理所當然地認為您已經擁有一個 Azure IoT 中心，至少有一個設備和一個用于可視化數據的 Web 應用程序。

該物聯網系統是羅馬第一大學物聯網課程作業的一部分。兩個 RIOT 應用程序將使用 LoRaWAN 協議向 TheThingsNetwork (TTN) 發布具有隨機值的消息。連接到 TTN 的網關將接收這些消息并將它們發送到 Azure IoT 中心。最后，nodejs 應用程序允許您在本地可視化數據。

成分

RIOT-OS 應用程序

一個簡單的 RIOT-OS 應用程序將用于隨機創建值并使用 LoRaWAN（一種用于遠程傳輸的協議）發布它們。

物聯網應用

TTN 提供了一套開放工具和全球開放網絡來構建物聯網應用程序。它將托管應用程序及其設備。

物聯網實驗室

IoT-LAB 提供了一個非常大規模的基礎設施，適用于測試小型無線傳感器設備和異構通信對象。我將使用位于 Saclay（法國）并部署在兩個預留節點上的無線傳感器。

網關

網關使用 MQTT 協議連接到 TTN 應用程序，當收到消息時，它將使用 MQTT 直接實現將其發送到 Azure IoT Hub。我用過python，但你可以選擇你喜歡的編程語言。

Azure 物聯網中心

IoT 中心將用作 MQTT 代理，但它并不完整，也不支持所有標準行為。

節點

Nodejs 用于運行一個應用程序，讓您在本地可視化數據。您還必須安裝包@azure/event-hubs。

執行

• TheThingsNetwork 應用程序

首先要做的是登錄站點，然后您可以轉到控制臺并單擊“添加應用程序”。選擇一個明確的名稱，最佳做法是使用最近的服務器，因此如果您在歐洲，請使用 ttn-handler-eu。單擊添加應用程序以完成。

打開您的應用程序，轉到設備部分，然后單擊“注冊設備”添加一個。選擇一個名稱并隨機創建一個設備EUI，然后點擊“注冊”完成操作。

對于這個任務，我創建了 2 個與我的 IoT 中心設備同名的設備。現在選擇您的設備并獲取設備 EUI、應用程序 EUI 和應用程序密鑰值，稍后您將使用它們。

• 物聯網實驗室

登錄并配置您對 IoT-LAB 服務器的 SSH 訪問權限。打開終端并鍵入以下命令：

my_computer$ ssh-keygen -t rsa
my_computer$ cat ~/.ssh/id_rsa.pub

它將生成一個公鑰和一個私鑰。最后一行用于查看您將在門戶網站上復制的公鑰。

復制此處的值并單擊綠色按鈕以更新 SSH 密鑰。

現在您可以開始部署了。在本教程中，請指明您在 IoT-LAB 中的用戶名。打開終端并連接到 Saclay 站點主機：

my_computer$ ssh @saclay.iot-lab.info

使用位于 Saclay 的 2 個節點開始一個名為的實驗。riot_ttn它將持續 60 分鐘，并將使用 St-Lrwan1 (Sx1276) 架構：

@saclay:~$ iotlab-auth -u 
@saclay:~$ iotlab-experiment submit -n riot_ttn -d 60 -l 2,archi=st-lrwan1:sx1276+site=saclay

最后一個命令將返回實驗 ID ，用于檢查實驗狀態是否為“正在運行”并獲取節點列表。

@saclay:~$ iotlab-experiment get -i  -s
@saclay:~$ iotlab-experiment get -i  -r

現在從 GitHub 獲取 RIOT 2019.01 版本的代碼和我的項目的代碼。

@saclay:~$ git clone https://github.com/RIOT-OS/RIOT.git -b 2019.01-branch
@saclay:~$ git clone https://github.com/domitix/CleverWeather

將項目的原始 main.c 替換為我寫的開始發布隨機值的消息并轉到 RIOT 文件夾：

@saclay:~$ cp -a CleverWeather/LoRa/. RIOT/tests/pkg_semtech-loramac
@saclay:~$ cd RIOT

由于此實驗在 2 個不同的節點上運行，您可以啟動另一個終端并使用 SSH 連接到 IoT-LAB。然后在使用不同 ST LoRa 節點的兩個終端中執行相同的程序。

將 arm gcc 版本更改為 IoT-LAB 提供的版本：

@saclay:~/RIOT/$ export PATH=/opt/gcc-arm-none-eabi-7-2018-q2-update/bin:$PATH

構建 LoraWAN 應用程序：

@saclay:~/RIOT/$ make -C tests/pkg_semtech-loramac clean all

使用 CLI-Tools 使用您剛剛構建的 LoRaWAN 固件刷新 ST LoRa 節點。就我而言，我使用了 st-lrwan1-14，但它可能會改變：

@saclay:~/RIOT/$ iotlab-node --update tests/pkg_semtech-loramac/bin/b-l072z-lrwan1/tests_pkg_semtech-loramac.elf -l saclay,st-lrwan1,14

使用 netcat 訪問節點上運行的 RIOT shell：

@saclay:~/RIOT/$ nc st-lrwan1-14 20000

現在您可以通過命令與節點上運行的 LoRawAN 堆棧進行交互loramac.首先您需要設置 TTN 應用程序的設備參數和快速數據速率（5）：

> loramac set deveui 00000000000000
> loramac set appeui 00000000000000
> loramac set appkey 0000000000000000000000000000
> loramac set dr 5

現在您可以使用 OTAA 加入網絡并開始發布消息：

> loramac join otaa
Join procedure succeeded!
> loramac publisher

如果一切正常，它應該看起來像這樣，每 15 秒發送一次消息。

• 網關

網關是一個 python 程序，它使用 MQTT 協議連接到 TTN 應用程序。當消息到達時，payload 使用 base64 解碼，然后由與 TTN 設備同名的 IoT 設備發送到集線器。為此，對于 TTN 部分，您將需要服務器位置、TTN 應用程序名稱作為用戶名和應用程序訪問密鑰作為密碼。對于 IoT 中心，每個 IoT 設備都需要一個連接字符串。

• 節點

您只需進入文件夾并在命令行中鍵入即可運行 Web 應用程序：

npm start

如果網關已連接，您將在命令行中看到傳入消息：

在瀏覽器中打開http://localhost:3000/并可視化這些值。

這些是從第一個設備 (foggia_2) 發送的值的圖表：

這些是從第二個設備（rome_2）發送的值的圖表：

資源

物聯網

物聯網實驗室

使用 RIOT 和 TheThingsNetwork 進行 LoRaWAN 通信

帕霍 MQTT

使用 MQTT 協議與您的集線器通信