[HOW TO] LoRa Single Channel Gateway mit Raspberry PI und mit TTN verbinden

Es gibt zahlreiche günstige sowie hochpreisige LoRa Gateways. Das LoRa & GPS HAT von Dragino Single Channel Gateway zählt sicherlich zu den günstigsten Gateways. Es ist streng genommen kein vollwertiges Gateway da es nur einen Channel unterstützt, dennoch für den Heim- und Bastelbedarf ausreichend.

Single Channel Gateway = günstig

Bitte beachte:

Durch diese Einschränkung empfängt das HAT nicht alle 8 Kanäle und es werden nur 1/8 aller Aussendungen an TTN weitergeleitet.

Das Problem ist nun das zu sendende Gerät, dieses wählt anhand des Duty Cycle prinzip einen der 8 Kanäle aus und sendet dort, da unser Gateway nur auf einem Kanal hört, empfängt es nur 1/8 aller Aussendung.

Wer nun denkt, ist ja kein Problem, dann soll mein Node /Device nur auf einem Kanal senden der muss, das mit bedacht konfigurieren.
LoRa hat sehr strenge Richtlinien, die die aktive Sendezeit pro Kanal und Tag reguliert (Duty Cycle). Auch müssen bestimmte Ruhezeiten zwischen den Aussendungen eingehalten werden. Je nach Band, darf die Nutzung nur 1 %, 0,01 % oder 10% sein. Dazu kommt, die Übertragungszeit von maximal 300 Sekunden pro Tag und Gerät. Weitere Informationen. Airtime-calculator TTN EU868

Was benötigen wir?

• Raspberry PI 2 / 3 /4
• Dragino LoRa & GPS HAT 868 EU Variante –> Link
• Alternativ LoRaWan GW Shield PI4 –> Link

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Installation

1. Raspbian auf die SD Karte flashen
   fixe IP Adresse vergeben, SSH Zugriff aktivieren, resize disk
   
2. Raspberry Updaten, wiring-pi und git installieren

sudo apt update && apt dist-upgrade
sudo apt install wiringpi -y && sudo apt install git -y

Raspberry PI4
cd /tmp wget https://project-downloads.drogon.net/wiringpi-latest.deb sudo dpkg -i wiringpi-latest.deb
sudo apt install git -y

3. SPI in raspi-config aktivieren

4. Software von GitHub herunterladen und installieren

cd /home/pi/
git clone https://github.com/hallard/single_chan_pkt_fwd.git

5. Konfiguration.
Wir wechseln In das Verzeichnis cd single_chan_pkt_fwd und öffnen die Konfigurationsdatei nano global_conf.json
Unten eine Beispielkonfiguration, unbedingt die Dick markierten Felder individuell befüllen.

   "SX127x_conf":
  {
    "freq": 868100000,
    "spread_factor": 7,
    "pin_nss": 6,
    "pin_dio0": 7,
    "pin_rst": 0,
    "pin_led1":4
  },
  "gateway_conf":
  {
    "ref_latitude": ,
    "ref_longitude": ,
    "ref_altitude": 10,

    "name": "Mein Name",
    "email": "meine@email.at",
    "desc": "Dragino Single Channel Gateway on RPI",


    "servers":
    [
      {
        "address": "router.eu.thethings.network",
        "port": 1700,
        "enabled": true

      },
      {
        "address": "router.eu.thethings.network",
        "port": 1700,
        "enabled": false
      }
    ]
  }
}

speichern strg + o und schließen strg + x und schon können wir den make Prozess in Gang setzen.

make
sudo make install

Wichtige Befehle der Software:

systemctl start dual_chan_pkt_fwd
systemctl stop dual_chan_pkt_fwd
systemctl status dual_chan_pkt_fwd

Echtzeit LOG
sudo journalctl -f -u dual_chan_pkt_fwd

Die Software ist nun auf dem Gerät und konfiguriert, nun müssen wir das Gateway auf The Things Network einrichten.

Einrichtung bei The Things Network

Erstelle in der TTN Console ein neues Gateway:

Quellen: http://wiki.dragino.com/index.php?title=Lora/GPS_HAT, https://stefan.schultheis.at/2017/lora-single-channel-gateway/, https://www.thethingsnetwork.org/docs/gateways/