Spravovaný síťový server

Síťový server LoRaWAN pro EMBER (ChirpStack nebo The Things Stack) můžete provozovat na vlastní infrastruktuře (viz ChirpStack a The Things Stack), nebo ho jako spravovanou službu provozuje HARDWARIO. Tato stránka popisuje spravovanou službu. Kromě spravovaného síťového serveru může HARDWARIO volitelně dodat také SIM kartu s konektivitou pro páteřní připojení LTE a bezpečný vzdálený přístup přes OpenVPN.

Ke spravované službě potřebujete alespoň jedno zařízení EMBER Hotspot.

Ve službě dostanete vlastní instanci ChirpStack a Node-RED, obě dostupné přes webové rozhraní pro správu.

Přístup zabezpečuje protokol HTTPS/TLSv1.3. Uživatelskou identitu ve spravované službě vytvoří tým HARDWARIO při zřízení služby.

Ke správě služby nepotřebujete v počítači ani v mobilu žádný zvláštní software. Stačí aktuální webový prohlížeč.

Webová správa

Webová správa zpřístupňuje aplikace ChirpStack a Node-RED přes službu Teleport.

pozor

Uživatelský účet vytvoří tým podpory HARDWARIO.

Přihlašovací URL webové správy: https://<customer identifier>-<service index>.ember.hardwario.cloud/

tip

Místo <customer identifier> zadejte identifikátor, který vám přidělila společnost HARDWARIO (obvykle název firmy).

K vícefaktorovému ověření potřebujete jednu z těchto metod:

Google Authenticator nebo kompatibilní aplikaci na mobilu
FIDO2: USB klíč pro univerzální druhý faktor (U2F) (např. Security Key Series)
FIDO2: univerzální druhý faktor (U2F) bez hesla (např. YubiKey Bio Series)

Níže uvedené služby otevřete přes položku nabídky Applications. Označují je tyto zkratky:

cs: aplikace ChirpStack
nr: aplikace Node-RED

Službu otevřete tlačítkem LAUNCH.

Server LoRaWAN ChirpStack

Služba Teleport vás přesměruje na tuto adresu URL:

https://ember-<customer identifier>-<service index>-cs.tp.hardwario.com/

Výchozí přihlašovací údaje:

Uživatelské jméno: admin
Heslo: admin

tip

Měnit je nemusíte, protože vaši identitu už ověřilo přihlášení do webového rozhraní Teleport.

Brány LoRaWAN

Seznam všech zařízení EMBER Hotspot s hodnotou Last seen a přehledem aktivity.

Aplikace LoRaWAN

V této sekci určíte, jak se data ze zařízení LoRaWAN předávají do aplikací LoRaWAN (může jít o vaše vlastní koncové body).

Každá aplikace obsahuje seznam zařízení LoRaWAN (např. CHESTER).

U každého zařízení CHESTER můžete zkontrolovat jeho aktivitu v síti LoRaWAN.

Každé zařízení CHESTER musí být zaregistrované v sekci Application.

Doporučujeme metodu ABP (Activation By Personalization). U ní zadáte (nebo vygenerujete) tyto parametry:

Device EUI: označované také jako DevEUI
Network session key: označovaný také jako NwkSKey
Application session key: označovaný také jako AppSKey

tip

V ChirpStack se metoda ABP použije, pokud v profilu zařízení nezaškrtnete Device supports OTAA.

pozor

Z bezpečnostních důvodů je metoda ABP vhodná pro zařízení LoRaWAN, u kterých se neočekávají restarty.

Aplikace Node-RED

Služba Teleport vás přesměruje na tuto adresu URL:

https://ember-<customer identifier>-<service index>-nr.tp.hardwario.com/

Data ze serveru LoRaWAN do Node-RED předává Mosquitto (server MQTT). Spravovaná služba ho provozuje na adrese localhost:1883.

Data uplinků se publikují do tohoto topicu:

application/+/device/+/event/up

Flow pro zpracování dat v Node-RED začíná zprávou MQTT.

tip

V Node-RED se k výše uvedenému topicu přihlaste uzlem mqtt client.

Po přijetí zprávy MQTT je třeba payload dekódovat podle firmwaru, který zařízení LoRaWAN (např. CHESTER) používá.

pozor

Payload lze dekódovat přímo v ChirpStack, doporučujeme to ale udělat až v Node-RED. Tam máte k dispozici plnohodnotnou knihovnu Node.js pro parsování binárních bufferů a robustnější interpret jazyka JavaScript s pokročilými nástroji pro ladění.

Níže je příklad funkce pro Node-RED (v jazyce JavaScript), která dekóduje payload v kódování Base64, jak ho ChirpStack posílá ve zprávě MQTT:

Zobrazit dekódovací funkci pro Node-RED

if (msg.payload.applicationName !== 'ember-application-chester-clime') {
    return null;
}

if (typeof msg.payload.data === 'string') {
    msg.payload.data = decode(Buffer.from(msg.payload.data, 'base64'));
}

return msg;

function decode(buffer) {
    let data = {};

    let offset = 0;

    let header = buffer.readUInt8(0);
    offset += 1;

    if ((header & 0x01) !== 0) {
        data.voltage_rest = buffer.readUInt16LE(offset);
        offset += 2;

        data.voltage_load = buffer.readUInt16LE(offset);
        offset += 2;

        data.current_load = buffer.readUInt8(offset);
        offset += 1;

        if (data.voltage_rest === 0xffff) {
            data.voltage_rest = null;
        } else {
            data.voltage_rest = data.voltage_rest / 1000;
        }

        if (data.voltage_load === 0xffff) {
            data.voltage_load = null;
        } else {
            data.voltage_load = data.voltage_load / 1000;
        }

        if (data.current_load === 0xff) {
            data.current_load = null;
        }
    }

    if ((header & 0x02) !== 0) {
        data.orientation = buffer.readUInt8(offset);
        offset += 1;

        if (data.orientation === 0xff) {
            data.orientation = null;
        }
    }

    if ((header & 0x04) !== 0) {
        data.therm_temperature = buffer.readInt16LE(offset);
        offset += 2;

        if (data.therm_temperature === 0x7fff) {
            data.therm_temperature = null;
        } else {
            data.therm_temperature = data.therm_temperature / 100;
        }
    }

    if ((header & 0x10) !== 0) {
        data.hygro_temperature = buffer.readInt16LE(offset);
        offset += 2;

        data.hygro_humidity = buffer.readUInt8(offset);
        offset += 1;

        if (data.hygro_temperature === 0x7fff) {
            data.hygro_temperature = null;
        } else {
            data.hygro_temperature = data.hygro_temperature / 100;
        }

        if (data.hygro_humidity === 0xff) {
            data.hygro_humidity = null;
        } else {
            data.hygro_humidity = data.hygro_humidity / 2;
        }
    }

    if ((header & 0x20) !== 0) {
        data.w1_thermometers = [];

        let count = buffer.readUInt8(offset);
        offset += 1;

        for (let i = 0; i < count; i++) {
            let t = buffer.readInt16LE(offset);
            offset += 2;

            if (t === 0x7fff) {
                t = null;
            } else {
                t = t / 100;
            }

            data.w1_thermometers.push(t);
        }
    }

    if ((header & 0x40) !== 0) {
        data.rtd_thermometers = [];

        let count = buffer.readUInt8(offset);
        offset += 1;

        for (let i = 0; i < count; i++) {
            let t = buffer.readInt16LE(offset);
            offset += 2;

            if (t === 0x7fff) {
                t = null;
            } else {
                t = t / 100;
            }

            data.rtd_thermometers.push(t);
        }
    }

    return data;
}

Dekódovaná data můžete dále zpracovávat, například je převést na skalární hodnoty nebo k nim přidat atributy. Posledním krokem flow by mělo být doručení dat přes některý běžný konektor, např. požadavkem HTTPS.

Flow můžete ladit a hledat v něm chyby pomocí uzlu debug a zobrazení konzole v Node-RED.

Příklady integrace

Data můžete přes internet předat ke zpracování do libovolné služby, například k vizualizaci, k uložení nebo k integraci s podnikovými aplikacemi.

Běžné příklady integrace:

REST API
Služby pro streamování dat:
- Azure Event Hub
- Azure IoT Hub
- AWS IoT Core
- ...
Microsoft Power BI
Ubidots

Webová správa​

Server LoRaWAN ChirpStack​

Brány LoRaWAN​

Aplikace LoRaWAN​

Aplikace Node-RED​

Příklady integrace​

Webová správa

Server LoRaWAN ChirpStack

Brány LoRaWAN

Aplikace LoRaWAN

Aplikace Node-RED

Příklady integrace