LoRaWAN协议介绍与调试|学习笔记

简介: 快速学习LoRaWAN协议介绍与调试

开发者学堂课程【基于LoRaWAN的物联网络管理平台LoRaWAN协议介绍与调试】学习笔记,与课程紧密联系,让用户快速学习知识。

课程地址:https://developer.aliyun.com/learning/course/560/detail/7679


LoRaWAN协议介绍与调试

内容介绍

一、LoRaWAN协议介绍

二、LoRaWAN协议调试


一、 LoRaWAN协议介绍

image.png

常用名词解释:

DevEUI:Node的全局唯一标识码,64bit

AppEUI:Node的应用标识码,64bit

JoinEu:Node的入网凭证,Join Server标识,64bit

OTAA:Activation By Personalization Node的激活方式

ABP:Over the Air Actication Node的激活方式

DevAddr:Node的网络地址,32bit

AppKex:用于OTAA中产生AppSkey和NwkSkey

NwkSkey:用于校验Node上行和下行数据包完整性的Key,128bit

AppSkey:用于数据包中Payload加密和解密的Key,128bit

LoRaWAN 激活模式ABP / OTAA(优先推荐OTAA)

1)Node发送Join-Request,其中带有预置的DevEUl、APPEUI、APPKey,以及随机的DevNonce

2)任意网关收到信息便将其转给核心网

3) Network Server收到Request后用AppEUI验证,验证成功后下发Join-accept消息。

4) Join-accept消息包含NetlD,DevAddr和AppNonce。

5)网关将反馈下发给Node。

6)Node保存NetlD、DevAddr等,利用AppNonce生成NwkSkey和Appskey。

image.png

1) Node中保存预制的DevAddr、APPSkey、NwkSkey,不需Join进程。

2) Network Server中保存了DevAddr、APPSkey、NwkSkey,可以直接上下行消息。

image.png

JoinRequest / JoinAccept数据帧结构

image.png

LoRaWAN设备工作模式

ClassA:

只有在上行之后才能接收下行数据

功耗最小

水电表,燃气表

ClassB:

定期开启接收窗口接收下行数据

功耗居中,下行准实时

电子锁,电子标签

ClassC:

下行接收窗口始终开启

功耗最大,下行实时

路灯控制器

ClassA模式:

上报行为可预先周期设定或自行触发。

终端先上报Payload,然后再进入Rx模式。

终端上报后会打开两个窗口(rx1和rx2),rx2结束之后理论上支持立即再上报Payload。

image.png

Class B模式:

终端每128s从网关接收一次Beacon包,保持和网关的时间同步。128s周期内终端按照一定周期打开窗口,周期可通过MAC指令变动

参见下图)。

终端在需要的时候就可以上行发送,发送时序按照Class A的模式进行

image.png

Class C模式:

终端下行一直在接收,rx2一直打开。

终端只有在上行上报的时候才会关闭rx2,发送完成后rxDelay s后进入rx1,后续继续进入rx2。

image.png

LoRaWAN上下行数据帧结构

image.png

LoRaWAN的MAC指令

用于调整LoRaWAN节点的各个网络参数

image.png

分模式的最终目的:

功耗小——省电—续航长

如何选型:对下行控制即时性要求

CN470频谱规范

image.png

image.png

二、 LoRaWAN协议调试

典型场景-网关状态异常

1.断网断电;

2.网关三元组烧录错误;

3.硬件问题;

4.工作频段(CN470/AS923 .…….)

典型场景-入网(OTAA)的几种异常

1.设备是否已跟应用绑定—是否已注册;

2.设备三元组(主要是APP_ KEY和JOIN_EUI)烧录是否正常

3.设备凭证和网关是否网间隔离;

4.设备是否遵照频谱规范;

5.节点实现不符合LoRaWAN协议规范

典型场景-数据上行几种异常

1 .设备凭证和网关是否网间隔离

2.数据流转是否配置正确;

3.上行业务数据fport为0;

4 .应用层收到乱码;

5 .上行数据超长(最大:222字节)

典型场景- class A下行不可达

1 .设备不符合频谱规范;

2.设备开窗时间错误;

3.下行端口问题;

4 .下行数据超长(最大:222字节)

典型场景-class B下行不可达

1.设备没有成功进入class B;

2.设备开窗的频点和速率不对;

3.设备开窗时间不对;

4.下行端口问题;

5 .下行数据超长

典型场景-class C下行不可达

1.频谱规范;

2.下行端口问题;

3 .下行数据超长;

典型场景-数据流转异常

1.设备上下行数据是否正常的;

2.数据流转配置是否正确;

3.账户Topic授权问题;

4.订阅关系是否正确

5.子账户权限

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