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LoRaWAN网关内置Server组网方式详解

LoRaWAN技术因其远距离通信能力,已被广泛应用于各种场景,如智慧城市环境监测工业自动化等。然而,尽管LoRaWAN网关覆盖范围广,但在某些特定应用场景下,我们仍需要网关具备更大的覆盖面积。本文将介绍如何通过LoRaWAN网关内置的服务器功能,实现多网关组网以扩大覆盖面积。
多网关组网可以根据LoRaWAN网关的网络组织情况分为局域网内多网关组网和广域网多网关组网两种方式。
### 局域网内多网关组网 在局域网内多网关组网方式中,主网关和组网网关位于同一个局域网内,可以通过ip地址直接访问。这种方式适用于OpenVPN虚拟局域网场景,其特点在于网络配置简单,局域网内的网络环境相对稳定和安全。组网网关和主网关之间使用UDP方式进行通信。
### 广域网多网关组网 在广域网多网关组网方式中,由于主网关和组网网关之间无法直接通信,因此需要通过MQTT Broker进行中转。组网网关将报文发布到MQTT Broker,其他网关再从MQTT Broker订阅。这要求在公网部署一台MQTT服务器,所有参与组网的LoRaWAN网关都可以直接访问这台服务器。组网网关和主网关通过连接到MQTT服务器进行通信。
这种方式的特点是所有终端需要同一个服务器管理,但网关及终端在地理位置上分布较广。所有组网网关通过MQTT协议将数据发布到MQTT服务器,相比于UDP传输数据更为稳定和安全。主网关通过订阅MQTT服务器完成终端数据的处理。这种方式使得处于任意地域任意网络的网关都可以加入到主网关。
### 用于组网的LoRaWAN网关的选取 用于组网的LoRaWAN网关必须内置NS,即内置服务器。例如RAK瑞科慧联的网关RAK7249或RAK7258,它们支持以太网WIFI3G/4G连接NS平台,支持POE供电,支持内嵌备用电池和太阳能供电,具有很好的适应性。
通过LoRaWAN网关内置的服务器功能,我们可以实现多网关组网,有效扩大覆盖面积,满足各种应用场景的需求。无论是局域网还是广域网,LoRaWAN网关组网都能为我们提供稳定、安全的通信环境,推动物联网的进一步发展。

虽然LoRaWAN网关覆盖范围非常广,郊区能覆盖十几公里,市区能覆盖几公里,但是,有些特殊的应用场景,我们仍然需要网关能够覆盖更大面积。那么,有没有办法提高网关的覆盖面积呢?答案是肯定的。我们可以利用LoRaWAN网关内置的Server,来使用其他LoRaWAN网关组网以增加覆盖面积。多网关组网根据LoRaWAN网关的网络组织情况不同,可分为局域网内多网关组网,和广域网多网关组网。本文主要介绍利用LoRaWAN网关内置的Server来组网的上述两种方式的基本框架。想要了解在腾讯云上怎样才能添加LoRaWAN网关,可参考《如何在腾讯云上添加LoRaWAN网关》

LoRaWAN网关内置Server组网方式详解

一、局域网内多网关组网

图1是LoRaWAN网关的局域网内多网关组网的方式。局域网场景是指,主网关和组网网关位于同一个局域网,相互可通过IP地址直接访问情况。本场景同样适用于OpenVPN 虚拟局域网。这种方式的特点是网络配置简单,同一个局域网内网络环境相对稳定、安全,组网网关和主网关之间使用UDP方式通信

图1  LoRaWAN网关局域网内多网关组网的方式

二、广域网多网关组网

图2是LoRaWAN网关的广域网多网关组网的方式。由于广域网下主网关和组网网关之间无法直接通信,因此,需要LoRaWAN网关将报文发布到MQTT Broker,再由其它网关进行订阅。因此需要在公网部署一台MQTT服务器(所有参与组网的LoRaWAN网关都可直接访问的服务器),将主网关和组网网关都连接到这台MQTT服务器进行通信。

图2  LoRaWAN网关广域网多网关组网的方式

这种方式的特点是所有终端需要同一个server管理,但是网关以及终端在地理位置上分布较广。所有组网网关通过MQTT协议将数据发布到MQTT服务器,相比于UDP传输数据更加的稳定、安全。主网关通过订阅MQTT服务器完成终端数据的处理。该方式使处于任意地域任意网络的网关都可以加入到主网关。

三、用于组网的LoRaWAN网关的选取

用于组网的网关,必须是内置NS也就是内置Server的LoRaWAN网关。比如RAK瑞科慧联的网关RAK7249或者RAK7258。

RAK7249标准固件版本:可实现城市5KM,郊区15KM的广域覆盖;支持以太网,WiFi,3G/4G(可选)链接NS平台支持自动切换;支持PoE供电IEEE 802.3af/at兼容 class4,48V;最大可支持16个上行通道,2个下行发送通道;节点在网络范围内可自由移动,支持有效过滤非法节点;支持内嵌备用电池和太阳能供电。RAK7258LoRaWAN室内网关:支持链接公共NS如TTN,支持链接客户自建服务器;支持网关内置NS服务器。

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