LoRaWAN es un conjunto de protocolos de comunicación y arquitectura de sistema diseñados para la red de comunicación de larga distancia LoRa. Una arquitectura de red LoRaWAN incluye cuatro partes: nodo, puerta de enlace y Raspberry Pi. Entre ellos, los nodos generalmente están controlados por sensores o interruptores para realizar aplicaciones de control de interruptores o recopilación de datos de sensores remotos.
La puerta de enlace LoRa es responsable de recopilar datos del nodo, encapsularlos y reenviarlos al servidor LoRaWAN. El servidor LoRaWAN es responsable de la verificación de integridad de los paquetes de datos ascendentes y descendentes. El servidor del usuario es responsable de la activación de la red de los dispositivos OTAA, el cifrado y descifrado de los datos de las aplicaciones y el procesamiento de la lógica empresarial.
Cuando los datos del nodo finalmente llegan al servidor del usuario, deben pasar por el nodo-puerta de enlace-servidor LoRaWAN-servidor de usuario. El nodo es un desarrollo integrado y la comunicación inalámbrica LoRa entre el nodo y la puerta de enlace requiere una coincidencia del circuito de hardware.
La puerta de enlace necesita procesamiento de subprocesos múltiples para admitir los requisitos de comunicación paralela inalámbrica multicanal, y el servidor LoRaWAN y el servidor de usuario están desarrollados para el servidor de red. El entorno de desarrollo requerido por cada parte es diferente, lo que provoca dificultades de desarrollo.
El servidor de puerta de enlace LoRaWAN integra la puerta de enlace, el servidor LoRaWAN y el servidor de usuario en la arquitectura del sistema LoRaWAN para comodidad de los usuarios, de modo que los usuarios puedan construir una red LoRaWAN sin un conocimiento profundo del protocolo de comunicación LoRaWAN y el desarrollo multiplataforma.
El servidor de puerta de enlace LoRaWAN utiliza Raspberry Pi como sistema de control, y las funciones de la puerta de enlace, el servidor LoRaWAN y el servidor de usuario se implementan mediante aplicaciones en Raspberry Pi.
La función de puerta de enlace la implementa el programa de puerta de enlace, que recopila datos del nodo para encapsularlos.
Las funciones del servidor LoRaWAN y del servidor de usuario son implementadas por el programa del servidor, que es responsable de la verificación de integridad de los paquetes de datos ascendentes y descendentes, la activación del dispositivo OTAA, el cifrado y descifrado de los datos de la aplicación y el procesamiento de datos.
El programa de puerta de enlace y el programa de servidor se ejecutan en Raspberry Pi al mismo tiempo y se comunican a través de sockets.
Paso 1. El nodo envía datos al programa de puerta de enlace.
Paso 2. El programa de puerta de enlace recopila datos y los encapsula.
Paso 3. El programa de puerta de enlace utiliza un socket para enviar al programa del servidor.
Paso 4. El programa del servidor recibe los datos y los descifra después de que la verificación sea correcta.
Paso 5. El programa del servidor envía los datos descifrados al puerto serie para que los utilicen los usuarios.
Paso 1. El programa del servidor recibe la entrada de datos por el puerto serie.
Paso 2. El programa del servidor cifra la entrada de datos por el puerto serie y la verifica.
Paso 3. El programa del servidor envía los datos cifrados al programa de puerta de enlace mediante un socket.
Paso 4. El programa de puerta de enlace envía datos cifrados al nodo.
Paso 5. El nodo recibe los datos y los procesa.
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