Uma série de artigos sobre a instalação e operação do servidor LoRaWAN Chirpstack

1. Introdução

Esta série de artigos será dedicada à implantação e operação de software de código aberto: o servidor de rede LoRaWAN Chirpstack. Este software foi criado por um dos entusiastas da Holanda, Orne Brocaar , e pode ser usado para construir suas próprias redes LoRaWAN. Os componentes do sistema são licenciados pela licença MIT e podem ser usados ​​para operação comercial.



Comunicando-se com clientes e consumidores de nossos dispositivos LoRaWAN, ouvi repetidamente pedidos de ajuda na implantação de minhas próprias redes com base neste servidor, o que me fez pensar que é necessário um guia generalizado para implantação e operação do servidor, que pude ler passo a passo, com suas próprias mãos, instale qualquer um. Nesse sentido, nasceu esta série de artigos. O que vamos discutir? Vamos começar com a coisa mais importante, instalando todos os componentes do servidor. Além disso, haverá artigos sobre a operação do servidor, sobre integração com plataformas externas, sobre o uso de novas tecnologias de redes LoRaWAN como Multicast e FUOTA. E então, vamos começar ... parte um.

2. Com o que vamos trabalhar

Em primeiro lugar, descreveremos o que iremos testar e implantar o servidor LoRaWAN.

Hardware:

• Gateway LoRaWAN: DoMINO Indoor v.1.0 (você pode usar outro, por exemplo, Vega BS xx)
• Contador de pulso DoMINO PULSE v.4.3 +

Programas:

• Cloud Server com Ubuntu 18.04

3. Descrição do servidor Chirpstack

A estrutura do servidor de rede LoRaWAN é mostrada na Figura 1.





Fig.1



Os principais componentes do servidor são:



Gateway Bridge - alguma ponte entre o programa Packet Forwarder instalado na estação base (gateway) e a própria estrutura do servidor LoRaWAN;

Servidor de rede - um servidor de rede que processa mensagens em nível de rede;

Servidor de aplicativos - um servidor de aplicativos que fornece operação de rede no nível do usuário, integrado com plataformas externas.



Componentes auxiliares:



MQTT Broker Mosquitto - para mensagens internas entre componentes do servidor;

Redis  - um banco de dados intermediário para armazenar dados transitórios;

PostgreSQL- um banco de dados para armazenamento permanente de dados.

Todo o software é software de código aberto.

4. Instalação do servidor

O servidor está instalado no Ubuntu 18.04 ou sistema operacional Debian. Descreveremos a instalação usando um servidor em nuvem no Ubuntu 18.04. A conexão com o servidor é feita via SSH usando o cliente Putty. Nota: Presume-se que nosso leitor tenha uma ideia de trabalhar com Ubuntu, SSH, Putty, tenha um SO instalado e configurado.

4.1 Instalação e configuração de software auxiliar

Para começar, precisamos instalar pacotes auxiliares. Para fazer isso, digite o comando no console:

sudo apt install mosquitto mosquitto-clients redis-server redis-tools postgresql

e aguarde a conclusão da instalação.



Em seguida, você precisa configurar o banco de dados PostgreSQL e adicionar usuários a ele.

Vamos para o modo de gerenciamento de banco de dados:

sudo -u postgres psql

O prompt de gerenciamento do banco de dados aparecerá postgres = #

Crie usuários com suas senhas (você precisa se lembrar desses dados, você pode fornecer outros logins e senhas, mas lembre-se deles, eles serão necessários para configurar o servidor de rede e o servidor de aplicativos).



Criamos um usuário para o servidor de rede:

create role chirpstack_ns with login password 'dbpassword';

Criamos um usuário para o servidor de aplicativos:

create role chirpstack_as with login password 'dbpassword';

Vamos criar um banco de dados para o servidor de rede:

create database chirpstack_ns with owner chirpstack_ns;

Crie um banco de dados para o servidor de aplicativos:

create database chirpstack_as with owner chirpstack_as;

Configurações adicionais



Conecte-se ao banco de dados:

\c chirpstack_as

Crie uma extensão:

create extension pg_trgm;

Crie uma extensão:

create extension hstore;

Saia da edição dos parâmetros do banco de dados:

\q

4.2 Instalando o repositório Chirpstack

Os seguintes componentes devem ser instalados: dirmngr e apt-transport-https, caso não execute o comando:

sudo apt install apt-transport-https dirmngr

Instale a chave para o novo repositório:

sudo apt-key adv --keyserver keyserver.ubuntu.com --recv-keys 1CE2AFD36DBCCA00

Adicione o repositório à lista:

sudo echo "deb https://artifacts.chirpstack.io/packages/3.x/deb stable main" | sudo tee /etc/apt/sources.list.d/chirpstack.list

Vamos atualizar o cache do apt:

sudo apt update

Isso completa a configuração preliminar.

4.3 Instalando o Gateway Bridge

Instale o pacote:

sudo apt install chirpstack-gateway-bridge

Inicie o Gateway Bridge:

sudo systemctl start chirpstack-gateway-bridge

Colocamos o aplicativo Gateway Bridge na inicialização:

sudo systemctl enable chirpstack-gateway-bridge

Para verificar a exatidão do lançamento e instalação, você pode verificar o log de trabalho usando o comando:

sudo journalctl -f -n 100 -u chirpstack-gateway-bridge

Saia do registro Ctrl + Z.



Não deve haver erros no log.

4.4 Instalação e configuração do servidor de rede

Instale o pacote:

sudo apt install chirpstack-network-server

Para que o servidor funcione corretamente, precisamos configurá-lo, o arquivo de configuração é o arquivo:

/etc/chirpstack-network-server/chirpstack-network-server.toml

Antes de usar o servidor de rede, você precisa editá-lo para nossas tarefas, para isso entramos na pasta com o arquivo:

/etc/chirpstack-network-server/

E nesta pasta, execute o comando para criar um novo arquivo de configuração

chirpstack-network-server configfile > chirpstack-network-server.toml

Vamos começar a fazer mudanças no arquivo de configuração.



Abra o arquivo para edição em um editor conveniente (nano, vim).



Discutiremos em detalhes o item detalhado das configurações do servidor de rede nas próximas partes do ciclo, agora faremos apenas as configurações básicas para fornecer a base para a funcionalidade.



Configuramos a conexão do servidor de rede ao banco de dados:

dsn="postgres://chirpstack_ns:dbpassword@localhost/chirpstack_ns?sslmode=disable"

É aqui que precisamos do nome do banco de dados, login e senha do parágrafo anterior!



Também editamos o parâmetro do plano de frequência:

name="RU864"

Nós salvamos o arquivo de configuração, saia para o console do terminal.



Iniciamos o servidor de rede:

sudo systemctl start chirpstack-network-server

Colocamos o servidor de rede na inicialização:

sudo systemctl enable chirpstack-network-server

Verificamos o log do servidor de rede, não deve haver erros:

sudo journalctl -f -n 100 -u chirpstack-network-server

O servidor está configurado e funcionando.



4.5 Instalação e configuração do servidor de aplicativos



Instale o pacote:

sudo apt install chirpstack-application-server

Por analogia com o servidor de rede, configuramos o arquivo de configuração do servidor de aplicativos.



Vá para a pasta de configurações:

/etc/chirpstack-application-server/

Atualizamos o arquivo de configuração:

chirpstack-application-server configfile > chirpstack-application-server.toml

Aqui também teremos que editar a conexão com o banco de dados e um ponto muito importante que precisamos criar a chave secreta jwt_secret , para isso rodamos o comando:

openssl rand -base64 32

e anote a chave resultante.



Abra o arquivo de configuração para edição e altere as strings de conexão do banco de dados para as nossas:

dsn="postgres://chirpstack_as:dbpassword@localhost/chirpstack_as?sslmode=disable"

Instale a chave secreta copiada:

jwt_secret=”UwX3TeStLtm/7tkW7hsqfbpcvo5k+BOEh/l8uDHCcKU=”

Salvamos o arquivo de configuração. Saímos para o console do terminal.



Iniciamos o servidor de aplicativos:

sudo systemctl start chirpstack-application-server

Defina o servidor de aplicativos para inicialização:

sudo systemctl enable chirpstack-application-server

Verificando o funcionamento do servidor de aplicativos:

sudo journalctl -f -n 100 -u chirpstack-application-server

Não deve haver erros.



Parabéns, o servidor LoRaWAN Chirpstack está instalado e pronto para uso!



Na próxima parte desta série de artigos, falarei em detalhes sobre como trabalhar com a interface da Web do servidor Chirpstack LoRaWAN.



Atenciosamente,

Chefe do Grupo DoMINO,

Andrey Golovatenko