H3C LoRaWAN网络部署方案配置指导

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

产品版本：绿洲物联平台2.0（E1405及以上）

 

目  录

1 LoRaWAN概览··· 1

2 名词解释··· 1

3 设备侧配置··· 2

3.1 IG45系列网关配置·· 2

3.1.1 配置网关LoRa射频·· 2

3.1.2 配置网关MQTT管理通道连接物联网平台·· 3

3.1.3 （可选）配置网关LoRa数据通道连接物联网平台·· 3

3.1.4 保存配置·· 4

3.2 T320M网关配置·· 4

3.2.1 DHCP Server配置（Domain-name方式）·· 5

3.2.2 DHCP Server配置（option 43方式）·· 5

4 平台侧配置··· 6

4.1 登录物联网平台·· 6

4.2 LoRa网络配置·· 8

4.2.1 IG45系列网关配置·· 8

4.2.2 T320M网关配置·· 13

4.2.3 网关状态查看·· 21

4.3 LoRa终端配置·· 24

4.3.1 终端添加·· 24

4.3.2 终端状态查看·· 32

5 附录··· 34

5.1 H3C LoRaWAN信道组划分·· 34

1 LoRaWAN概览

LoRaWAN是LoRa联盟推出的一个基于开源MAC层协议的低功耗广域网（LPWAN，Low Power Wide Area Network）标准。LoRaWAN技术可以为电池供电的无线设备提供局域、全国或者全球的网络，无需本地复杂配置即可让智能设备间实现无缝对接操作。

传统的物联网协议（例如RFID、BLE）都在设备本地实现MAC层功能，基于LoRaWAN的网络架构，网关只做连接的转换，把LoRa射频接收到的报文通过以太网络透传到LoRa Server，LoRa Server实现了LoRaWAN的MAC层协议，包括报文的加解密，终端网络管理等。

LoRaWAN网络采用典型的星型拓扑结构，如图1-1所示：

图1-1 LoRaWAN拓扑结构示意图

 

2 名词解释

名词	解释说明
LoRa	LoRa(Long Range Radio)，Semtech公司发明的一种长距离、低功耗、低速率的无线调制技术
LoRaWAN	LoRaWAN是LoRa联盟推出的一个低功耗广域网标准
DHCP Option 43	DHCP的选项字段，用来存放分配给DHCP客户端的控制信息和参数。Option 43是一个用户自定义选项，表示厂商特定信息选项
MQTT	MQTT(Message Queuing Telemetry Transport)，是ISO标准(ISO/IEC PRF 20922)下基于发布/订阅范式的消息协议，工作在TCP/IP协议上
信道组	H3C从实际应用出发，在不违背LoRaWAN CN470-510MHz频段信道规划前提下，将96个上行信道按照8个连续信道为一组，共划分为12组，具体划分情况请参见5 附录
GWMP	GWMP(LoRa Gateway Message Protocol)，LoRa网关和LoRa服务器之间的通信协议
OTAA	OTAA(Over-The-Air-Activation)，终端设备加入LoRaWAN网络的一种主流激活方式
DevEUI	LoRaWAN终端设备的唯一标识，遵循IEEE EUI64地址规范，保证全球唯一性
AppKey	AES-128的应用密钥，由生产商分配给终端设备，在OTAA入网时，通过AppKey衍生出网络会话密钥NwkSKey和应用会话密钥AppSKey，用来加密、校验网络通讯和应用数据
Join Request	LoRaWAN终端入网时发送的入网请求报文
Join Accept	LoRaWAN服务器同意终端入网，回复的允许入网消息
Confirmed报文	LoRaWAN的一种数据报文类型，需要接收者回复应答报文进行确认
Unconfirmed报文	LoRaWAN的一种数据报文类型，不需要接收者进行确认

 

3 设备侧配置

3.1  IG45系列网关配置

 

3.1.1  配置网关LoRa射频

# 配置LoRa射频信道组为1（如果项目需要使用其他的信道组，请按照实际需要的信道组进行配置）。

<H3C> system-view

[H3C] interface LoRa-Radio 1/0/1

[H3C-LoRa-Radio1/0/1] channel-group 1

[H3C] quit

3.1.2  配置网关MQTT管理通道连接物联网平台

1. 指定网关连接的物联网平台地址

# 配置本地部署的物联网平台的IP地址，其中xxx.xxx.xxx.xxx为平台的IP地址，1882为平台默认的连接端口号。

[H3C] iot mqtt server ip address xxx.xxx.xxx.xxx port 1882

2. 查看连接状态

# 查看网关和物联网平台是否连接成功。若网关和物联网平台的连接状态MQTT connection state为Connection Accepted，即表示网关和物联网平台的管理通道已经建立连接。

 

<H3C> display iot mqtt connection

MQTT connection state         : Connection Accepted

Client state                  : Active

MQTT server address           : 138.1.4.15

MQTT server domain            : N/A

MQTT server port              : 1882

3.1.3  （可选）配置网关LoRa数据通道连接物联网平台

 

1. 指定网关连接的LoRa Server地址

 

# 配置连接LoRa Server的IP地址。

[H3C] iot lora server-address ip xxx.xxx.xxx.xxx port 1680 push-port 1682

2. 查看LoRa数据通道连接状态

# 查看LoRa数据通道是否连接成功。若网关和物联网平台的连接状态Link state为connected，即表示LoRa数据通道已经连接成功。

<H3C> display iot lora

Gateway ID                    : 06-d7-a5-ff-fe-95-90-04

Link state                    : Connected

Server domain                 : N/A

Domain IP                     : N/A

Server IP                     : 138.1.4.15

Destination port              : 1680

Destination push port         : 1682

Keepalive interval            : 10 seconds

Statistics report interval    : 20 seconds

Encryption                    : Disabled

Encrypted destination port    : 1702

CRC forwarding-policy         : CRC correct

GWMP version                  : 2

Pull port                     : 39691

Push port                     : 39692

Encrypted local port          : N/A

Key negotiation               : N/A

Radio 1:

 Channel group                : 2

 Tx power                     : 17 dBm

 Aging time                   : 60 minutes

 End node info learning       : Enabled

Radio 2:

 Channel group                : 1

 Tx power                     : 17 dBm

 Aging time                   : 60 minutes

 End node info learning       : Enabled

3.1.4  保存配置

# 网关配置完成后，需要执行save命令保存配置，否则网关重启后配置会丢失。

<H3C> save

The current configuration will be written to the device. Are you sure? [Y/N]:y

Please input the file name(*.cfg)[flash:/startup.cfg]

(To leave the existing filename unchanged, please the enter key):

flash:/startup.cfg exists, overwrite? [Y/N]:y

validating file. Please wait…

Configuration is saved to device successfully.

3.2  T320M网关配置

 

3.2.1  DHCP Server配置（Domain-name方式）

1. DHCP Server基础配置

# 在网络中的交换机上开启DHCP Server功能。

<H3C> system-view

[H3C] dhcp enable

# 配置DHCP Server地址池，分配的IP地址网段请根据实际网络进行规划。本示例中分配的IP网段为192.168.20.1/24。

[H3C] dhcp server ip-pool 1

[H3C-dhcp-pool-1] network 192.168.20.0 mask 255.255.255.0

[H3C-dhcp-pool-1] gateway-list 192.168.20.1

[H3C-dhcp-pool-1] dns-list 114.114.114.114

2. 使用Domain-name方式指定平台地址

# 配置domain-name为物联网平台IP地址，其中xxx.xxx.xxx.xxx为物联网平台的IP地址。

[H3C-dhcp-pool-1] domain-name xxx.xxx.xxx.xxx

3.2.2  DHCP Server配置（option 43方式）

1. DHCP Server基础配置

# 在网络中的交换机上开启DHCP Server功能。

<H3C> system-view

[H3C] dhcp enable

# 配置DHCP Server地址池，IP地址分配的网段请根据实际网络进行规划。示例中分配的网段为192.168.20.1/24。

[H3C] dhcp server ip-pool 1

[H3C-dhcp-pool-1] network 192.168.20.0 mask 255.255.255.0

[H3C-dhcp-pool-1] gateway-list 192.168.20.1

[H3C-dhcp-pool-1] dns-list 114.114.114.114

2. 使用option 43方式指定物联网平台地址

# 配置本地部署的物联网平台地址，需将平台地址转成对应的格式进行配置。可以使用下面的T320M工具进行配置生成，配置格式如下：

[H3C-dhcp-pool-1] option 43 hex xxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxx

T320M工具：

 

# 在T320M工具的“配置管理”页签中选择配置方式ACS或者PXE，输入平台的地址，点击<MQTT配置>按钮即可生成Option 43的配置值。

图3-1 配置管理

 

4 平台侧配置

 

4.1  登录物联网平台

(1)     物联网平台支持HTTP和HTTPS服务，在Web浏览器输入物联网私有云的IP地址和端口号http://ip-address:10081或者https://ip-address:10443，回车即可进入物联网平台的Web登录页面。

(2)     选择“平台应用”，输入系统管理员账号（缺省为admin/admin），然后点击<登录>按钮即可登录到物联网平台的系统管理页面。或者通过缺省的租户管理员账号（缺省为[email protected]/tenant@Passw0rd）登录到物联网平台。

图4-1 登录物联网平台

 

(3)     在系统管理页面的左侧导航栏选择“账号管理 > 租户账号”，然后在“租户账号”页面选择缺省的tenant账号，点击<进入平台>跳转进入物联网平台。

图4-2 选择租户账号

 

(4)     进入物联网平台页面，该“设备接入”页面下可以进行LoRa设备的添加、管理等操作。

图4-3 设备接入

 

4.2  LoRa网络配置

4.2.1  IG45系列网关配置

1. IG45系列网关添加

(1)     在页面左侧导航栏中选择“设备接入 > 设备管理”选项，进入“设备管理”页面。

图4-4 设备管理

 

(2)     点击<添加设备>按钮，进行网关设备的添加。在弹窗中填写设备名称，在所属产品下拉框中选择IG网关的型号，在设备标识中填写网关的序列号，点击<确认>按钮完成操作。

图4-5 添加设备

 

(3)     添加后，可以在设备列表中看到已经添加的网关。网关上线后，状态栏会变为“在线”。

图4-6 查看IG网关状态

 

(4)     如有多个网关，依次添加即可。

2. （可选）IG45系列网关配置修改

 

网关LoRa Server修改

网关LoRa Server修改主要是为网关指定所连接的LoRa Server的地址。

(1)     在“设备管理”页面选择对应的网关，点击<查看>按钮进入设备信息查看页面。

图4-7 查看网关信息

 

(2)     点击右上角的<配置>按钮，即可进入网关配置页面。

图4-8 配置网关

 

(3)     点击<编辑>按钮，可以对配置进行修改。其中“服务器地址/域名”、“Push端口”、“Pull端口”为LoRa Server的连接地址和端口，默认为本平台的地址。如需要修改可以填入对应的平台IP地址和端口号。

图4-9 编辑网关配置

 

信道组修改

信道组修改主要是对网关的LoRa射频接口的信道组和功率参数进行修改。

(1)     在“设备管理”页面选择对应的网关，点击<查看>按钮进入网关信息查看页面，其中“接口信息”即为网关LoRa射频的接口信息。

图4-10 查看接口信息

 

(2)     选择要修改的接口，点击<查看>按钮，进入接口详情页面。

图4-11 接口详情

 

(3)     在页面右上角点击<配置>按钮，然后在“配置”页面点击<编辑>按钮可以对射频的“工作信道组”和“射频功率”进行修改。修改完配置后，点击<确定>按钮完成修改操作。

图4-12 编辑接口

 

4.2.2  T320M网关配置

1. T320M网关添加

 

手动添加

(1)     在页面左侧导航栏中选择“设备接入 > 设备管理”，进入“设备管理”页面。

图4-13 设备管理

 

(2)     点击<添加设备>按钮，进行网关设备的添加。在弹窗中填写设备名称，在所属产品下拉框中选择T320M，在设备标识中填写T320M网关的序列号，点击<确认>按钮完成操作。

图4-14 添加设备

 

(3)     添加后，可以在设备列表中看到已经添加的网关。网关上线后，状态栏会变为“在线”。

图4-15 查看T320M网关状态

 

自动上线

T320M设备通过DHCP Server获取到IP地址和平台地址后，会向平台尝试发起连接，尝试上线。

(1)     在页面左侧导航栏中选择“设备接入 > 自动上线”，进入“自动上线”页面。选择“T320网关”页签，可以看到环境中尝试自动上线到平台的T320M设备，此状态中T320M处于待纳管状态。

图4-16 查看待纳管T320M

 

(2)     勾选需要管理的T320M设备，点击<加入平台>或者<批量加入平台>，可以把一个或者多个T320M正式纳入平台进行管理。

图4-17 加入平台

 

(3)     加入平台管理后的T320M可以在“设备接入 > 设备管理”中查看到并进行管理。

图4-18 查看已纳管的T320M

 

2. LoRa插卡配置

(1)     在“设备管理”页面中，选择要配置的T320M，点击<查看>按钮。滚动到页面底部，在“节点信息”中，点击<添加接口>按钮按提示进行T320M LoRa插卡的添加和配置。

图4-19 添加接口

 

(2)     在“接口基本参数”页面，节点索引选择“0”，“接口索引”选择“1”，“接口类型”选择“LoRa”，选择完之后点击<下一步>按钮。

图4-20 接口基本参数

 

(3)     在“接口高级配置”页面，“国家/地区”选择“CHINA”，“频段”选择“CN470”，工作信道组根据实际情况选择对应的信道组，“射频功率”选择“17”，开启射频使能，点击<下一步>按钮完成LoRa参数的配置。

图4-21 接口高级配置

 

(4)     操作成功，完成添加。

图4-22 操作成功

 

(5)     添加完成后，返回“节点信息”页面，点击<一键展开>按钮或者节点列表T320M前面的“+”号可以显示T320M节点的接口信息。

图4-23 一键展开

 

(6)     可以看到T320M节点下有两个接口，其中接口0为T320M内置的RFID插卡，接口1即为扩展安装的LoRa插卡，插卡状态为在线，表示LoRa射频正常工作。

图4-24 查看LoRa插卡状态

 

(7)     如果有多个T320M，依次按步骤添加即可。

3. （可选）LoRa协议配置

(1)     在“设备管理”页面中，选择要配置的T320M，点击<查看>按钮进入设备详情页面。

图4-25 设备详情

 

(2)     点击右上角<配置>按钮，进入“配置”页面。

图4-26 配置页面

 

(3)     在“配置”页面的“高级配置”中，选择“LORA”页签。

图4-27 选择LORA

 

(4)     配置主要涉及LoRa Server的地址以及网关与Server之间的数据传输参数。默认为绿洲物联网平台的地址，保持不变即可，无需修改。如果LoRa Server为第三方或者其他地址，点击<编辑>按钮按照实际地址修改即可。

图4-28 编辑LoRa参数

 

4.2.3  网关状态查看

对于LoRa网关，需要从管理通道和数据通道两方面确认网关和平台之间的连接是否正常。

·     管理通道用于设备的配置下发和状态上报；

·     数据通道即为LoRa GWMP协议通道，用于网关和LoRa服务器之间传输LoRa业务数据。

1. 管理通道状态

网关添加好之后，不管是IG45系列网关还是T320M网关，均可以在设备列表中查看网关的在线状态。此状态表征的是网关和平台之间的管理通道是否正常。

图4-29 查看管理通道状态

 

2. 数据通道状态

除了查看管理通道状态外，对于LoRa网关还需要关注GWMP数据通道的状态。

IG45系列网关

在页面左侧导航栏中选择“设备接入 > 设备管理”，然后选择要查看的IG45网关，点击<查看>进入详情页面。在“接口信息”中可以看到“GWMP”状态。

图4-30 查看IG45系列网关数据通道状态

 

T320M网关

(1)     在页面左侧导航栏中选择“设备接入 > 设备管理”，然后选择要查看的T320M网关，点击<查看>进入详情页面。在“节点信息”中找到添加的LoRa节点。

图4-31 查找添加的LoRa节点

 

(2)     点击接口索引<1>，在“接口详情”页面中查看GWMP状态，如果显示在线，表示LoRa GWMP通道正常。

图4-32 查看T320M网关数据通道状态

 

4.3  LoRa终端配置

LoRa终端使用前需要在物联网平台上完成添加后才能上线工作。

4.3.1  终端添加

1. 手动添加

设备添加

(1)     在页面左侧导航栏中选择“设备接入 > 设备管理”，进入设备管理页面。

图4-33 设备管理

 

(2)     点击<添加设备>按钮，进行设备的注册添加。在弹窗中填写设备名称，在所属产品下拉框中选择/搜索对应终端的型号，在设备标识中填写终端的DevEUI（LoRa终端的设备DevEUI一般可以从厂家发货的清单里获取或者设备上查看，为一个16位的ID），点击<确认>按钮完成添加操作。

图4-34 添加终端设备

 

LoRa参数配置

终端添加完之后，对于LoRa类型的终端还需要单独配置LoRa参数。

(1)     在“设备管理”页面中选择已经添加的终端，点击“操作”栏中的<查看>进入“设备详情”页面。

图4-35 设备管理

 

(2)     选择“LoRa参数配置”页签，点击<编辑>按钮填写终端的LoRa协议参数，填写完后点击<保存>按钮完成配置。

¡     终端基本配置（必填）：

-     终端模式：根据终端实际类型，选择A模式或者C模式，具体终端模式，请咨询终端厂商；

-     入网模式：选择“动态加入（OTAA）”；

-     应用密钥（AppKey）：选择“自定义”，输入终端设备的AppKey，终端应用密钥请联系终端厂商获取。

图4-36 终端基本配置

 

¡     射频基本配置：

-     国家/地区：LoRa使用的国家码，保持默认的“CHINA”；

-     工作频段：LoRa的工作频段，保持默认的“CN470”；

-     发送功率：LoRa的发送功率等级，0表示最大，保持默认的“0”。

图4-37 射频基本配置

 

¡     接收窗口配置：

接收窗口配置会影响LoRa射频发包，请谨慎配置。

-     RX1速率偏移：设备上行和下行第一接收窗口数据速率之间的偏移，保持默认即可；

-     RX1延迟时间：第一接收窗口的接收延时时间，保持默认即可；

-     RX2速率：第二接收窗口使用的数据速率，保持默认即可；

-     RX2频率：第二接收窗口配置的频率，默认为505.3。如果终端实际为别的频率，修改成对应的频段。一般用于Class C模式终端。

图4-38 接收窗口配置

 

2. 批量导入

 

导入模板下载

(1)     在页面左侧导航栏中选择“设备接入 > 设备管理”，进入设备管理页面，点击<批量导入>按钮。

图4-39 设备管理

 

(2)     在弹出的“批量导入”页面中选择或者搜索要添加的设备型号。

图4-40 批量导入

 

(3)     下载对应终端的批量导入模板。

图4-41 下载模板

 

模板编辑

模板为csv格式，可以使用微软Excel打开编辑。

(1)     对于LoRa终端，只需要录入“设备名称”、“设备标识”、“描述信息（可选）”、“AppKey”四个参数。

¡     设备名称：自定义终端的名称，必填；

¡     设备标识：填入LoRa终端的DevEUI，必填；

¡     描述信息：设备的描述信息，可选；

¡     AppKey：LoRa终端的AppKey，必填。

图4-42 批量导入模板

 

(2)     将同一类型终端的信息都录入表格中并保存，如下所示。

图4-43 填写终端参数

 

批量导入

编辑完终端参数后，重新点击“设备管理”中的<批量导入>，按照导入向导操作。

(1)     第一步，选择要导入的设备型号，点击左侧的步骤序号2可以跳到下一步；

图4-44 选择设备

 

(2)     第二步，配置该类型终端的LoRa参数，根据终端的实际情况选择。参数解释请参见4.3.1  1. 手动添加的“LoRa参数配置”；

图4-45 LoRa参数配置

 

(3)     第三步，点击<上传文件>按钮上传编辑好的文件，点击<确定>按钮，完成终端的批量添加。

图4-46 上传文件

 

4.3.2  终端状态查看

 

(1)     添加终端之后，将终端上电触发入网，在终端列表中查看终端状态。平台收到终端的报文后设备状态会变为“在线”。

图4-47 查看终端状态

 

(2)     点击操作列的<查看>，在“设备详情”页面的“历史数据”可以查看终端具体的收发包以及信号情况。

图4-48 历史数据

 

5 附录

5.1  H3C LoRaWAN信道组划分

对于CN470-510MHz频段，上行96个信道、下行48个信道，采用全双工的FDD机制进行信道划分。一般基站单个射频最多可以覆盖8个上行通道，所以H3C基站从实际应用出发，在不违背LoRaWAN对于CN470-510MHz频段信道规划的前提下，对96个上行信道进行信道组划分，将96个上行信道按照8个连续信道为一组，共划分为12组。

图5-1 CN470-510MHz频段

 

上行信道组划分如下表所示：

表5-1 上行信道组

信道组	信道1	信道2	信道3	信道4	信道5	信道6	信道7	信道8
1	470.3	470.5	470.7	470.9	471.1	471.3	471.5	471.7
2	471.9	472.1	472.3	472.5	472.7	472.9	473.1	473.3
3	473.5	473.7	473.9	474.1	474.3	474.5	474.7	474.9
4	475.1	475.3	475.5	475.7	475.9	476.1	476.3	476.5
5	476.7	476.9	477.1	477.3	477.5	477.7	477.9	478.1
6	478.3	478.5	478.7	478.9	479.1	479.3	479.5	479.7
7	479.9	480.1	480.3	480.5	480.7	480.9	481.1	481.3
8	481.5	481.7	481.9	482.1	482.3	482.5	482.7	482.9
9	483.1	483.3	483.5	483.7	483.9	484.1	484.3	484.5
10	484.7	484.9	485.1	485.3	485.5	485.7	485.9	486.1
11	486.3	486.5	486.7	486.9	487.1	487.3	487.5	487.7
12	487.9	488.1	488.3	488.5	488.7	488.9	489.1	489.3

 

下行信道和上行信道对应关系为：

表5-2 下行信道和上行信道对应关系

Band/DR	Downlink RX WIN1	Downlink RX WIN2
CN470	500.3+(((freq – 470.3)/0.2)%48)*0.2	505.3