多天线网关介绍¶
1 功能介绍¶
网关功能图¶
功能介绍：
网关内置组网逻辑，支持终端入网功能。合理的信道分配机制，使各通信子卡工作负载均衡。
网关支持终端三种工作模式
（1）支持终端主动上报模式，网关收到上报内容自动回复云端下行内容或ACK，确保数据通信可靠。
（2）支持终端空中唤醒模式，网关子卡发送长前导码，前导码发射时间大于终端周期性唤醒的时间，并将数据发送给终端。
（3）支持终端全速运行模式，网关可随时给该模式下的终端实时下发数据。
网关内置4G模块，可实现无以太网环境下的4G上网功能。网关默认开启4G功能，在4G无法使用时，退回到以太网工作模式，尝试进行联网。
网关内置GPS模块，可方便云端对网关部署管理。
网关支持WEB配置及固件升级功能 。
2 硬件部分¶
2.1 硬件介绍¶
网关主板图如下所示：
网关主板硬件实物图¶
硬件资源列表
序号 |
资源名称 |
资源个数 |
资源说明 |
|---|---|---|---|
1 |
ChirpLAN子卡 |
5 |
子卡由MCU+PAN3028组成，与主控通过串口通信，负责与终端模块进行数据收发，4RX+1TX |
2 |
GPS模块 |
1 |
用于获取网关的经纬度及时间校准，GPS正常工作时，需要将GPS天线放置室外 |
3 |
4G模块 |
1 |
EC600U-CN |
4 |
以太网 |
1 |
10M/100M自适应 |
5 |
调试串口 |
1 |
用于程序DEBUG，波特率115200bits/s |
6 |
DC电源 |
1 |
9V/2A适配器 |
7 |
状态指示灯 |
5 |
电源，WAN口，数据收发指示灯（快闪代表有RF数据在通信） |
8 |
主控 |
1 |
NXP IMX6ULL |
9 |
按键 |
1 |
复位按键 |
10 |
拨码开关 |
1 |
烧录固件时第2开关置1，其余置0。正常工作时第1、5、8开关置1，其余置0 |
2.2 规格参数¶
序号 |
技术参数 |
数值 |
|---|---|---|
1 |
工作电源 |
DC9V 2A /POE |
2 |
默认工作频段 |
398-510MHz |
3 |
ChirpIoT信道数 |
4RX+1TX 5通道 |
4 |
子卡发射功率 |
最大32dBm |
5 |
数据通信接口 |
以太网/4G |
6 |
云端通讯协议 |
MQTT协议/TCP Client |
7 |
工作温度 |
-20℃～85℃ |
8 |
支持节点数 |
大于500个 ,见注【1】 |
9 |
通信距离 |
见注【2】 |
注【1】：测试条件：节点发包频次5分钟/次，采用SF7，BW250KHZ，数据包长16个字节
注【2】： 测试条件：
（1）>300米@SF7,BW250khz,TX power:22dBm
（2）>2000米@SF9,BW125khz,Tx power:22dBm
（3）>5000米@SF11,BW125khz,Tx power:22dBm
3 软件部分¶
3.1 网络配置¶
网关默认使用静态IP，其IP地址为192.168.1.100，子网掩码255.255.255.0，默认网关192.168.1.1。用户将电脑与网关用网线直连，将电脑以太网IP地址设置成静态IP，如192.168.1.8，子网掩码255.255.255.0，默认网关192.168.1.1。
网关内置了WEB服务器，可通过WEB页面对网关相关参数进行参数设置，用户使用浏览器输入网关IP192.168.1.100，即可访问网关配置页面。首页为登录页面，用户名和密码默认均为admin。
3.2 参数配置¶
登录成功后，即可进行参数设置，具体设置参数，如下图所示：
各通道 RF参数¶
本文描述的网关共使用了四个信道依次为CH0—CH3。其中CH0为入网信道，CH1—CH3为数据信道。各RF参数及性能影响请参见《PAN3028_SDK_用户指南.pdf》第7.5章节RF参数说明。
Server设置¶
云端服务器参数
网关相关设置界面¶
设置参数说明
序号 |
参数 |
数据类型 |
说明 |
|---|---|---|---|
1 |
server select |
选择 |
MQTT Server:网关连接MQTT服务器，TCP Server：网关连接TCP 服务器 |
2 |
MQTT Server IP |
字符串 |
IP地址或者域名 |
3 |
MQTT Port |
整型 |
MQTT服务器端口号 |
4 |
MQTT Login Name |
字符串 |
MQTT服务器登录用户名 |
5 |
MQTT Login Pwd |
字符串 |
MQTT服务器登录密码 |
6 |
Gateway_ID |
字符串表示十六进制 |
网关ID，长度五个字节 |
7 |
APP_ID |
整型 |
取值范围：1-255 |
8 |
AES_KEY |
字符串 |
长度必须为16个字节 |
9 |
Tx_POWER |
整型 |
0-29发射功率档位，详见《PAN3028_SDK_用户指南.pdf》功率表说明 |
3.3 接口说明¶
网关通过网络连接到MQTT服务器,根据相应的Topic实现数据的上下行通信，数据协议采用Json格式，具体定义如下：
3.3.1 上行通道¶
Topic:/gateway_id/uplink
数据定义：
节点入网数据
{"serialNumber":"1234","ch":1,"bw: 7,"sf":7,"workMode":1,"timeStamp":1661999383}
节点上行数据
{"serialNumber":"1234","rxHexData":"A0A1A2A3A4","isAck":0,"timeStamp":1661999383}
节点下行确认数据
{"serialNumber":"1234","isAck":0,"timeStamp":1661999383}
网关上行数据
{"serialNumber":"0000",“longiTude”:120.345,"latiTude":34.4567,"rxCount":120,"txCount":50}
3.3.2 下行通道¶
Topic:/gateway_id/downlink
数据定义：
{"serialNumber":"1234","txHexData":"A0A1A2A3A4","isAck":0,"wakeupTime":0,"timeStamp":1661999383}
3.3.3 JSON字段说明¶
序号 |
字段 |
类型 |
说明 |
|---|---|---|---|
1 |
serialNumber |
字符串表示十六进制 |
终端ID，两个字节 ，为“0000”时代表网关 |
2 |
ch |
整型 |
数据通信信道 |
3 |
bw |
整型 |
带宽BW 6:62.5KHZ; 7:125KHZ; 8:250KHZ; 9:500KHZ; |
4 |
Sf |
整型 |
扩频因子7,8,9,10,11,12 |
5 |
workMode |
整型 |
通信模式1：低功耗主动上报,类似于class A 2：空中唤醒 3：全速运行,类似于class C |
6 |
timeStamp |
整型 |
时间戳 |
7 |
rxHexData |
字符串表示十六进制 |
接收到的透传数据 ,字符串表示十六进制 |
8 |
isAck |
整型 |
1：需要RF回复 0：不需要RF回复 |
9 |
wakeupTime |
整型 |
空中唤醒时间，单位ms。不需要空中唤醒时置0 |
10 |
txHexData |
字符串表示十六进制 |
需要下发的透传数据 ,字符串表示十六进制 |
11 |
latiTude |
浮点型 |
网关部署地理位置的纬度，GPS天线要放置室外 |
12 |
longiTude |
浮点型 |
网关部署地理位置的经度，GPS天线要放置室外 |
13 |
rxCount |
整型 |
网关开机开始累积收到的RF包，每15秒更新一次 |
14 |
txCount |
整型 |
网关开机开始累积发送的RF包，每15秒更新一次 |