Mise en place d'un réseau LoRaWAN privé avec la passerelle WisGate Connect

Apr 28, 2024

Dans ce guide, nous expliquerons comment configurer un réseau LoRaWAN privé à l'aide de la passerelle WisGate Connect RAKwireless basée sur Raspberry Pi CM4 et de Docker ou Portainer pour installer NodeRED, InfluxDB, Grafana et d'autres packages requis pour configurer notre passerelle.

Le WisGate Connect est une passerelle assez polyvalente avec Gigabit et Ethernet 2,5 Gbit/s ainsi que plusieurs options de connectivité sans fil en option telles que LoRaWAN, 4G LTE, 5G, WiFi 6, Zigbee, WiFi HaLoW et bien d'autres qui peuvent être ajoutées via des prises Mini PCIe ou M.2, une extension via les connecteurs WisBlock IO et un connecteur Raspberry Pi HAT à 40 broches. Nous commencerons par examiner les fonctionnalités de la passerelle en détail, mais si vous savez déjà tout cela, vous pouvez accéder à la section de configuration du réseau privé LoRaWAN.

RAKwireless nous a envoyé un modèle avec un Raspberry Pi CM4 équipé de 4 Go de RAM et 32 ​​Go de mémoire eMMC, d'antennes GPS et LoRa, ainsi que d'un boîtier métallique intérieur.

Le kit comprend également une alimentation et divers câbles.

Le panneau avant de la passerelle est livré avec un écran OLED. trois emplacements pour carte SIM, des connecteurs d'antenne GPS et LoRa et un emplacement pour carte microSD. Il s'agit également de deux autres trous d'antenne qui ne sont pas utilisés dans notre configuration modèle.

Le panneau arrière comprend deux ports d'entrée d'alimentation (un bornier à 2 broches et une prise DC), un connecteur UART, des LED, une sortie vidéo HDMI, des ports Gigabit Ethernet et 2,5 GbE, un port USB-C pour flasher le firmware sur le Raspberry. Module Pi CM4 et trois ports USB 3.0, plus deux trous d'antenne supplémentaires qui ne sont pas utilisés ici.

Un démontage de la passerelle montre le module Raspberry Pi CM4 et LoRa, ainsi que toutes les options d'extension avec deux prises mini PCIe supplémentaires, deux emplacements WisBlock, un peu d'espace pour un Raspberry Pi HAT interne, une prise en charge PoE HAT en option, et plus encore.

Voici un rappel des spécifications de la carte principale WisGate Connect (RAK7391) :

RAKwirelss a installé un module RAK5146 LoRaWAN, un écran OLED et un Raspberry Pi Compute Module 4 dans le modèle que nous avons reçu, mais la passerelle peut être étendue avec l'un des modules matériels et accessoires présentés dans le tableau ci-dessous.

L'architecture logicielle de la passerelle prend en charge Docker, et c'est ce que nous utiliserons pour mettre en place un réseau LoRaWAN privé.

Il existe deux manières de se connecter à la passerelle WisGate Connect :

Nous allons opter pour la deuxième option. Connectez-vous au point d'accès « RAK_1D4F » depuis votre hébergeur avec le mot de passe « rakwireless ». Sous Windows, vous devrez d'abord cliquer sur « Se connecter à l'aide d'une clé de sécurité » avant de saisir le mot de passe.

L'adresse IP de l'interface vlan0 devrait maintenant s'afficher sur l'écran OLED de la passerelle. Nous pouvons utiliser cette adresse IP pour nous connecter à la passerelle via SSH en utilisant le port 22. Nous avons exécuté Putty sous Windows, mais vous pouvez également sélectionner d'autres programmes compatibles SSH.

Nous pouvons désormais accéder au shell depuis RAKPiOS en utilisant le nom d'utilisateur « rak » et le mot de passe « changeme », qu'il nous sera demandé de changer lors de notre première connexion.

Nous pouvons trouver plus de détails sur RAKPiOS avec la commande :

Si vous souhaitez examiner de près le code du système d'exploitation, vous pouvez le faire sur GitHub.

RAKwireless fournit six exemples de composition Docker pour le déploiement sur la passerelle WisGate Connect RAK7391.

Nous utiliserons l'exemple Standalone_LoRaWAN_Gateway dans cet exemple car il doit correspondre étroitement à nos exigences.

Nous devrons modifier « docker-compose.yml » et le modifier pour qu'il corresponde à nos paramètres de passerelle (par exemple EUI) et à nos options (par exemple module RAK5146).

Nous pouvons désormais déployer nos conteneurs avec Docker :

Nous avons maintenant 7 conteneurs exécutés sur la passerelle :

Cette méthode convient principalement aux personnes familiarisées avec la ligne de commande de Docker (docker compose) et la configuration YAML.

Voici un exemple d'utilisation de notre serveur réseau LoRaWAN privé avec The Things Stack auquel nous pouvons accéder avec l'adresse IP de la passerelle.

Après nous être connectés à l'interface, nous pouvons enregistrer la passerelle auprès de The Things Network et la partager avec d'autres si nous le souhaitons.

Si l'utilisation de la ligne de commande n'est pas votre tasse de thé, RAKwirless fournit une interface de page Web pour activer les conteneurs via le modèle Portainer pour RAK7391. Vous devrez toujours accéder à la passerelle via SSH, mais une seule commande est nécessaire :