AliOS Things lorawanapp example.zh - Shaofa/AliOS-Things-Certification-Manual GitHub Wiki

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AliOS Things 是 AliOS 家族旗下的、面向 IoT 领域的、轻量级物联网嵌入式操作系统。文本旨在给大家示范一下其中的lorawanapp的示例，完成一个lorawan网络的构建和数据传输，并通过该示例让大家对AliOS Things有一个粗浅的了解。

在介绍之前大家做一些相关准备：

  • lora网络（注意相关硬件要接好天线）

    • End point
      • MXCHIP MK3047 *1
    • Gateway
      • M1301 Gateway module(GTI 光通国际） *1
        • Raspberry Pi *1
    • Lora Server
      • LoRa App Server: 这里是一个开源的server包，可以自行下载搭建

  • 5VDC/2ADC电源（网关供电） *1

  • J-Link *1

  • micro-USB线 *1

  • 串口终端：这里使用X-Shell

  • J-Flash

  • lora和lorawan基础知识

  • 当然还有最关键的AliOS-Things了， 直接戳有电梯:smile:

    ​

开始

节点 End point

  1. 首先要搭建环境，我们的IDE基于VSC，所以在windows，mac或是linux均可以，详情请访问上述github的链接，这里使用windows环境。

  2. 打开IDE如下，载入AliOS Things：

    alios ide

  3. 选择demo和board，这里选择lorawanapp和eml3047，如下图所示在下方工作栏高亮部分点击，然后在上方高亮部分选择。

    lorawanapp

  4. 选择完毕之后，可以点击下方工作栏的Build按钮， 编译信息如下：

    [INFO-Build] -------------COMPILE OUTPUT START-------------

    [INFO-Build] Making config file for first time

    [INFO-Build]

    [INFO-Build] processing components: lorawanapp eml3047 platform/mcu/stm32l0xx/stm32l071kb vcall vfs init auto_component

    [INFO-Build]

    [INFO-Build] kernel_version:AOS-R-1.1.1

    [INFO-Build]

    [INFO-Build] Build AOS Now

    [INFO-Build]

    [INFO-Build] Skipping building bootloader due to "total" is not set

    [INFO-Build]

    [INFO-Build]

    [INFO-Build]

    [INFO-Build] Compiling lorawanapp

    [INFO-Build]

    [INFO-Build] Compiling board_eml3047

    [INFO-Build]

    [INFO-Build] Compiling stm32l071kb

    [INFO-Build]

    [INFO-Build] Compiling vcall

    [INFO-Build]

    [INFO-Build] Compiling vfs

    [INFO-Build]

    [INFO-Build] Compiling kernel_init

    [INFO-Build]

    [INFO-Build] Compiling auto_component

    [INFO-Build]

    [INFO-Build] Compiling lorawan

    [INFO-Build]

    [INFO-Build] Compiling armv6m

    [INFO-Build]

    [INFO-Build] Compiling rhino

    [INFO-Build]

    [INFO-Build] Compiling vfs_device

    [INFO-Build]

    [INFO-Build] Making out/lorawanapp@eml3047/libraries/board_eml3047.a

    [INFO-Build]

    [INFO-Build] Making out/lorawanapp@eml3047/libraries/lorawanapp.a

    [INFO-Build]

    [INFO-Build] Making out/lorawanapp@eml3047/libraries/stm32l071kb.a

    [INFO-Build]

    [INFO-Build] Making out/lorawanapp@eml3047/libraries/vcall.a

    [INFO-Build]

    [INFO-Build] Making out/lorawanapp@eml3047/libraries/vfs.a

    [INFO-Build]

    [INFO-Build] Making out/lorawanapp@eml3047/libraries/kernel_init.a

    [INFO-Build]

    [INFO-Build] Making out/lorawanapp@eml3047/libraries/auto_component.a

    [INFO-Build]

    [INFO-Build] Making out/lorawanapp@eml3047/libraries/lorawan.a

    [INFO-Build]

    [INFO-Build] Making out/lorawanapp@eml3047/libraries/armv6m.a

    [INFO-Build]

    [INFO-Build] Making out/lorawanapp@eml3047/libraries/rhino.a

    [INFO-Build]

    [INFO-Build] Making out/lorawanapp@eml3047/libraries/vfs_device.a

    [INFO-Build]

    [INFO-Build] Making [email protected]

    [INFO-Build]

    [INFO-Build]

    [INFO-Build]

    [INFO-Build] Making [email protected]

    [INFO-Build]

    [INFO-Build] Making [email protected]

    [INFO-Build]

    [INFO-Build] AOS MEMORY MAP

    [INFO-Build] |=================================================================|

    [INFO-Build] | MODULE | ROM | RAM |

    [INFO-Build] |=================================================================|

    [INFO-Build] | armv6m | 320 | 0 |

    [INFO-Build] | board_eml3047 | 6473 | 1232 |

    [INFO-Build] | libc_nano | 12422 | 476 |

    [INFO-Build] | libgcc | 9932 | 0 |

    [INFO-Build] | libm | 772 | 0 |

    [INFO-Build] | libnosys | 144 | 4 |

    [INFO-Build] | lorawan | 23649 | 2449 |

    [INFO-Build] | lorawanapp | 417 | 16 |

    [INFO-Build] | rhino | 9183 | 3553 |

    [INFO-Build] | stm32l071kb | 6384 | 156 |

    [INFO-Build] | vcall | 16 | 0 |

    [INFO-Build] | fill | 57 | 11586 |

    [INFO-Build] |=================================================================|

    [INFO-Build] | TOTAL (bytes) | 69769 | 19472 |

    [INFO-Build] |=================================================================|

    [INFO-Build] Build complete

    [INFO-Build] Making .gdbinit

    [INFO-Build]

    [INFO-Build] Build Complete!

    [INFO-Build] -------------COMPILE OUTPUT FINISHED-------------

    [INFO-Build] Compile time: 32.85s

    编译结束后会在AliOS Things的out文件夹看到相应的输出文件。

    lora_directory

  5. 接下来连接MK3047到电脑并且使用J-Link连接MK3047开始烧录程序 ，这里使用J-Flash进行烧录：

    • 创建对应烧录project

    • 打开Option->Project settings

      jf1

    • 打开File->open data file选择在4中描述的文件夹下的binary中选择*.bin

    • 设置flash烧录的初始地址0x08000000

    • 点击Target->Connect连接目标，再选择Production Programming进行烧录

      jf3

    ​

  6. 打开X-Shell，找到对应串口，连接串口，串口参数如下：

    串口

  7. 连接后串口终端显示如下, 看到rssi，snr的数据表明已经节点已经连接到Lorawan网络开始接收到Gateway的数据。

    sl2

  8. 以上烧录的是默认代码，lorawan的参数如下：

    参数 值
    入网方式 OTAA
    DevEui 31-35-37-31-50-37-7B-18（目前设定是根据板子创建相当于板子的MAC）
    AppEui 01-01-01-01-01-01-01-01
    AppKey 2B 7E 15 16 28 AE D2 A6 AB F7 15 88 09 CF 4F 3C
    Class A

    以上前四个参数可以在aos/example/lorawanapp/commissioning.h中修改：

/**
 * When set to 1 the application uses the Over-the-Air activation procedure
 * When set to 0 the application uses the Personalization activation procedure
 */
#define OVER_THE_AIR_ACTIVATION                     1

/**
 * Mote device IEEE EUI (big endian)
 *
 * \remark see STATIC_DEVICE_EUI comments
 */
#define LORAWAN_DEVICE_EUI                          { 0x01, 0x01, 0x01, 0x01, 0x01, 0x01, 0x01, 0x01 }


/**
 * Application IEEE EUI (big endian)
 */
#define LORAWAN_APPLICATION_EUI                     { 0x01, 0x01, 0x01, 0x01, 0x01, 0x01, 0x01, 0x01 }

/**
 * AES encryption/decryption cipher application key
 */
#define LORAWAN_APPLICATION_KEY                     { 0x2B, 0x7E, 0x15, 0x16, 0x28, 0xAE, 0xD2, 0xA6, 0xAB, 0xF7, 0x15, 0x88, 0x09, 0xCF, 0x4F, 0x3C }

​ 节点类型可以在aos/example/lorawanapp/lorawanapp.c中修改：

/**
 * Initialises the Lora Parameters
 */
static LoRaParam_t LoRaParamInit = {
    TX_ON_TIMER,
    APP_TX_DUTYCYCLE,
    CLASS_A,
    LORAWAN_ADR_ON,
    DR_0,
    LORAWAN_PUBLIC_NETWORK,
    JOINREQ_NBTRIALS
}

网关 Gateway

  1. 网关通电保持工作（这里无需设置，只需通电工作即可，详细可以了解lorawan的协议）

服务器 Server

  1. 配置server端

    • 创建应用，相关参数可按图勾选

      s0

      s2

    • 在应用下创建节点，按照串口终端的打印信息填写

      s3

      s4

    • 入网过程开始后，终端节点会被激活，会生成相应的Key

      s5

    • 入网后会开始数据交互，服务器端在Raw frame logs下面会看到

      s6

  2. Server端发送数据

    • 打开server的api页面，找到Internal下的Post接口，在body框内填入用户名和密码，默认为admin，admin，点击Try it out!按钮生成Token

      api1

    • 在下方Response Body中找到jwt字段，这个就是我们要用的Token

      api01

    • Copy Token到页面右上方的空格里，如下：

      api02

    • 找到DownlinkQueue接口，在body内的devEUI字段填入节点对应的devEUI，注意格式。在data字段里填入测试要用的数据，注意这里需要使用base64对原始数据encode再填入。在fPort内填入100，然后点击Try it out!按钮发送数据

      api2

    • 节点正常会收到数据并在串口打印出来，至此基于OTAA，Class A的节点入网，收发数据，主动传输的系统示例就结束了。

  3. 如果大家想尝试ABP, Class C（这里只支持Class A和C）等不同的配置，可以自行修改上述提到的代码和server端的节点设置。

顺便提一下Lorawan吧

这里捡最重要的说一说，大家可以由此深入

  1. 网络结构：节点，网关，服务器，应用

    这里面提一下节点入网是不分网关的，即不携带网关身份信息，发出入网请求后周边的网关都可以接受，网关在向server端发送请求后网关根据实际信号品质做过滤找到最好的那个回复请求。

  2. ADR的效果需要根据实际测试

  3. 说一下Relax frame-counter，这个是针对ABP的功能，ABP的frame count因为power cycle常常被清零，导致服务器端因为frame squense的原因收不到数据，所以可能需要释放已有的帧序号，重新来接收新的frame count。

  4. 此外像Message flow，data flow，mac命令，状态机，射频部分等等都需要看看

    ​

结语

这边给大家介绍了一个AliOS Things的lorawan示例，因为是系统级的示例，相对比较复杂，步骤比较多，难免有错漏的地方，大家看到了请指正，此外因为该示例是lorawan网络的初始实现，细节部分不完善，如API的接口，函数封装不够细致等等，但主要目的是让大家了解AliOS Things的使用和lorawan网络的应用，让大家有一个感性的认识，希望大家可以以此为起点，去感受AliOS Things的易用和强大，以及快速实现lorawan的部署和测试。

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