RT-Thread-基于ART-Pi与LRS007的LoRaWAN_ED_Stack软件包应用笔记RT-Thread问答社区

基于ART-Pi与LRS007的LoRaWAN_ED_Stack软件包应用笔记

发布于 2021-02-04 00:11:46 浏览：2568 订阅该版

[tocm]

# 1 前言
本文主要描述了如何在APT-Pi平台与LoRa扩展板(LRS007)使用lorawan-ed-stack软件包，开发环境采用RT-Thread Studio。 lorawan-ed-stack软件包使用了lora-radio-driver软件包作为LoRaWAN的phy层，在使用lorawan-ed-stack软件包前，建议先查看[《基于APT-Pi与LRS007的LoRa-Radio-Driver软件包使用笔记》](https://club.rt-thread.org/ask/article/2540.html)。 lorawan-ed-stack软件包的使用可详见 《lorawan-ed-stack软件包使用说明》。
 - [https://github.com/Forest-Rain/lorawan-ed-stack/tree/master/doc](https://github.com/Forest-Rain/lorawan-ed-stack/tree/master/doc)

<a name="D65Zr"></a>
## 1.1 准备工作
<a name="aWi44"></a>
### 1.1.1 所需硬件
- [ART-Pi 开源硬件](https://art-pi.gitee.io/website)
 - RT-Thread官方开源硬件平台
- [LoRa扩展板(LRS007)](https://mp.weixin.qq.com/s/v_0raF-5KlEOjxc5_dui3Q)
 - LRS007是根据APT-Pi主板设计的LoRa模块扩展板，支持多种不同频点、不同类型的LoRa模块，可同时支持2路SPI的LoRa模块，可根据实际需要灵活组合
 - [LSD4RF-2R717N40 (SX1268,470M频段)](http://bbs.lierda.com/forum.php?mod=viewthread&tid=87&extra=page%3D1)
 - [LSD4RF-2R822N30 (SX1262,868\915M频段)](http://bbs.lierda.com/forum.php?mod=viewthread&tid=87&extra=page%3D1)
 - ...
<a name="JkprV"></a>
### 1.1.2 所需软件
- IDE开发工具
 - [RT-Thread Studio 最新版本](https://www.rt-thread.org/document/site/rtthread-studio/um/studio-user-begin/)
 - MDK5
- RT-Thread操作系统
 - [https://github.com/RT-Thread/rt-thread](https://github.com/RT-Thread/rt-thread)
- lora-radio-driver软件包
 - lora spi驱动
 - [https://github.com/forest-rain/lora-radio-driver](https://github.com/forest-rain/lora-radio-driver)
- multi-rtimer软件包
 - 低功耗定时模块
 - [https://github.com/Forest-Rain/multi-rtimer](https://github.com/Forest-Rain/multi-rtimer)
- lorawan-ed-stack软件包
 - lorawan终端设备协议栈
 - [https://github.com/Forest-Rain/lorawan-ed-stack](https://github.com/Forest-Rain/lorawan-ed-stack)
<a name="KPPRB"></a>
# 2 lorawan-ed-stack软件包使用
<a name="qtL0g"></a>
## 2.1 新建RT-Thread Studio工程
RT-Thread Studio“文件”——>“新建”——>“RT-Thread项目”。 在弹出的“新建项目”对话中，选择“基于开发板”——>“开发板”——>“STM32H750-RT-ART-PI”——>“示例工程”——>“art_pi_blink_led”，然后重命名“Project name”的内容. 如果ART-Pi SDK提供了模板工程“lrs007_lora_radio”、“lrs007_lorawan_end_device”，也可以直接使用该示例模板。
<a name="WruZF"></a>
## 2.2 配置lorawan-ed-stack软件包
首先使能lorawan-ed-stack软件包，点击RT-Thread Studio工程左侧"RT-Thread Settings",勾选"软件包"->"IoT - internet of things"->"lorawan_ed_stack"。![image02.png](https://oss-club.rt-thread.org/uploads/20210204/0ba3ef2a25f0800146fd089db4f0123b.png)
 或者在“软件包中心”点击“立即添加”，搜索lorawan关键字，选择“lorawan_ed_stack”——>“添加” ![image03.png](https://oss-club.rt-thread.org/uploads/20210204/bcac4586f8c7e1356d942ddb1af35b3f.png)
 lorawan_ed_stack软件包整体使用方式如下图所示 {{lorawan-ed-stack软件包使用说明art-pi 04.gif(uploading...)}}
<a name="H4xhz"></a>
### 2.2.1 lorawan-ed-stack关联软件包
<a name="TXPoC"></a>
#### 2.2.1.1 lora-radio-driver软件包
lorawan_ed_stack使能后，默认会自动使能lora-radio-driver软件包，但用户需要根据实际使用的LoRa模块进一步配置关联的GPIO，这部分可参考《基于APT-Pi与LRS007的LoRa-Radio-Driver软件包应用笔记》。
<a name="86d64467"></a>
#### 2.2.1.2 multi-rtimer软件包
LoRaWAN终端设备(Class A\ClassB)对功耗与时间要求较高，因此建议使用multi-rtimer软件包提供定时服务。 ![image05.png](https://oss-club.rt-thread.org/uploads/20210204/7477a928d7d5993cfccd98361273d8b1.png)
<a name="ZzFPk"></a>
### 2.2.2 配置LoRaWAN协议参数
lorawan_ed_stack软件包涉及的参数配置较多，主要包括LoRaWAN MAC、Phy、调试信息输出等参数，另外不同LoRaWAN Specification版本所要求的部分参数也有所不同。lorawan_ed_stack软件包当前主要测试验证了LoRaWAN Specification 1.0.x。默认采用的是标准LoRaWAN，即采用公网同步字。 ![image06.png](https://oss-club.rt-thread.org/uploads/20210204/7695da3b777e2d3a03baf313936f0cb9.png)
<a name="Ff2Pg"></a>
#### 2.2.2.1 配置Mac参数
“Select LoRaWAN-ED Mac Parameters”选项允许用户根据实际需要配置LoRaWAN终端设备的Mac参数,当前主要包括如下参数： ![image07.png](https://oss-club.rt-thread.org/uploads/20210204/106f99ce7f1a94aea56c4e07ce30256a.png)
- 设备类型（Device Type）
 - [x] Class A
 - [ ] Class B
 - [x] Class C
- 入网激活方式（Activation）
 - [x] OTAA
 - [x] ABP
- 消息传输类型(上行)（Message Type）
 - [x] 确认帧(Confirm)
 - [x] 非确认帧(Unconfirm)
- 自适应调速(ADR)
 - 使能或者关闭
- Mac命令
 - 使能选定的MAC命令
- 应用端口号(Application Fport)   
 - 有效范围: 1~223
- 设备身份信息(Authentication Information)
 - 用户前期调试可以直接自定义如下三要素(LoRaWAN1.0.x)，务必确保以下参数正确添加到LoRaWAN服务器
 - [x] DevEUI
 - [x] JoinEUI
 - [x] AppKey
<a name="2nLGo"></a>
#### 2.2.2.2 配置Phy参数
“Select LoRaWAN-ED Phy Parameters”选项允许用户根据实际需要配置LoRaWAN终端设备的Regional Parameters参数(Phy)，当前主要包括如下参数：![image08.png](https://oss-club.rt-thread.org/uploads/20210204/9dca063be99721189a1c31725bea18a8.png)
- 频段规范(Region)
 - [x] CN470
 - 标准CN470 v1.0，上下行异频
 - [x] CN470 By User Define
 - 自主自定义信道表（缺省475.3M开始的8个信道），上下行同频
 - [x] EU868
 - 标准EU868频段，上下行同频
 - [ ] AS923
 - 标准AS923频段，上下行同频
 - [ ] More in the future...
- 信道表(Channel Mask)
 - 信道表决定了LoRaWAN终端设备的可用工作信道,必须与LoRaWAN服务器保持一致或者为其子集
 - 信道表的数量取决于所选择的频段规范，用户也可以设置其为指定频段内可用信道的子集。
 - [x] Chanenl Mask0(2 Byte)
 - [x] Chanenl Mask1(2 Byte，取决于实际的频段规范)
 - [x] Chanenl Mask2(2 Byte，取决于实际的频段规范)
 - [x] Chanenl Mask3(2 Byte，取决于实际的频段规范)
 - [x] Chanenl Mask4(2 Byte，取决于实际的频段规范)
 - [x] Chanenl Mask5(2 Byte，取决于实际的频段规范)
<a name="gncy6"></a>
### 2.2.3 配置LoRaWAN-ED-Stack Debug选项
“Select LoRaWAN-ED Debug”选项允许用户根据实际需要配置“LoRaWAN-ED-Stack Debug”选项相应的调试选项，已获得更详细的调试信息，方便前期学习与评估。当前支持的调试信息，主要包括应用层(APP)、应用子层(APS)、MAC层、MAC RX Window Timestamp、MAC命令、PHY层等。 ![image09.png](https://oss-club.rt-thread.org/uploads/20210204/abfd96c6df5a9a753e972f740b54823b.png)
 注意：若开启ulog日志组件，需要增加ulog组件“日志的最大宽度”,如下图所示 ![image10.png](https://oss-club.rt-thread.org/uploads/20210204/b583aa1b6e1ccf55e92dc512ed3f170d.png)
 注意：若开启“MAC RX Window Timestamp”功能，必须增加“软件定时器线程的栈大小”,如下图所示 ![image11.png](https://oss-club.rt-thread.org/uploads/20210204/60e28805276af136c3521b757970db0b.png)
<a name="jJaVl"></a>
# 3 LoRaWAN-ED-Stack软件包测试
使用lorawan_ed_stack自带的shell示例可以进行LoRaWAN End Device的ClassA\ClassC等功能测试与验证等。 在“lorawan_ed_stack”软件包中使能"Enable LoRa Radio Test Shell"，然后编译后下载到APT-Pi。 ![image12.png](https://oss-club.rt-thread.org/uploads/20210204/6dcf46235e5e1c5f65b4f75da56d61db.png)
 注意：在进行LoRaWAN终端设备入网与通信测试前，需确保该设备的身份信息[DevEUI、JoinEUI、AppKey]（LoRaWAN1.0.x）已正确添加到LoRaWAN服务器端，以获取有效的入网许可，否则设备无法正常加入指定的LoRaWAN网络。 lorawan_ed_stack自带的shell命令测试示例，如下图所示。 {{lorawan-ed-llcc68-cn470s-v01-r 13.gif(uploading...)}}
<a name="G7PvH"></a>
# 4 注意事项
1. 目前在RT-Thread Studio 2.0.0及其之前版本版本测试发现，在"RT-Thread Settings"操作过程中，可能会遇到如下显示异常（红色框图），该异常为在RT-Thread Studio 2.0.0显示问题，不影响实际功能运行，可暂时忽略。
![image14.png](https://oss-club.rt-thread.org/uploads/20210204/8a10a67e9f7973033491c7efe0558a0c.png)
<a name="L974u"></a>
# 5 参考
- RT-Thread仓库
 - [https://github.com/RT-Thread/rt-thread](https://github.com/RT-Thread/rt-thread)
- lorawan-ed-stack软件包
 - 《lorawan-ed-stack软件包使用说明》
 - [https://github.com/Forest-Rain/lorawan-ed-stack/tree/master/doc](https://github.com/Forest-Rain/lorawan-ed-stack/tree/master/doc)
- lora-radio-driver软件包
 - 《LoRa-Radio-Driver软件包使用说明》
 - [https://github.com/Forest-Rain/lora-radio-driver/tree/master/doc](https://github.com/Forest-Rain/lora-radio-driver/tree/master/doc)
- multi-rtimer软件包
 - 《multi-rtimer软件包使用说明》
 - [https://github.com/Forest-Rain/multi-rtimer/tree/master/doc](https://github.com/Forest-Rain/multi-rtimer/tree/master/doc)