【LoRaWAN】节点+网关+chirpstack实现组播功能

本文主要实现了 【LoRaWAN】组播功能，使用 chirpstack 的 api 下发组播数据，两个节点同时收到数据

1. 组播实验结果

描述：使用 chirpstack 的 api 作为数据下发控制，分别控制 lm401 和 RAK 两个节点。

完成： 下发同一组指令，3个节点同时受到指令

1️⃣ : 3个节点都是 OTAA 入网模式，工作模式为class C，并且3个节点的 devaddr 相同

2️⃣ : 3节点的接收数据频率、速率、APPSKEY NWKSKEY 都相同

关于RAK节点 AT指令官方说明：【RAK3272 节点 AT 指令说明】

2. lorawan 组播功能

参考 chirpstack关于多播组的官方描述

通过创建多播组，可以将单个下行链路有效负载发送到一组设备（多播组）。

所有这些设备 共享相同的多播地址、会话密钥和帧计数器。

创建多播组后，可以将设备分配给该组。还必须为设备配置多播地址、会话密钥等…

注意 多播功能不支持 classA模式，一个设备一次属于一个多播组

2.1 设备端设置

参考官方手册：
remote_multicast_setup_v1.0.0.pdf
fuota_process_summary-v1.0.0.pdf

节点设备的固件必须开发支持多播的功能

• 使用 McGroupSetupReq 命令，将数据包发送到多播组的每个设备，此命令告诉每个设备（DevAddr、NwkSKey、AppSKey 等）将用于多播组
• 当服务器发送下行数据时，应用程序可以将数据包发送McClassCSessionReq到每个设备。。这会告知设备何时进入多播模式以及应使用哪个多播组。设备必须根据时间同步协议或其他方式进行时间同步
• 在配置的时间McClassCSessionReq，所有设备将切换到c类组播模式，并从命令中获取身份McGroupSetupReq，并进行监听。那时您可以向多播组发送下行链路数据包，设备将收到。

2.2 服务器端配置

注意： 在 chirpstack 中无法使用 UI 设置组播发送下行链路数据，需要使用 REST API 进行组播下行链路。

利用chirpstack 的API接口需要获取 JWT TOKEN 才可以使用，请参考我的博客：【ChirpStack 】如何获取 JWT TOKEN并利用 API 下发数据？

打开网址： http://127.0.0.1:8080/api#!/MulticastGroupService/Enqueue 其中，127.0.0.1:8080，替换为你的chirpstack 的地址和端口。

使用 POST /api/multicast-groups/{multicast_queue_item.multicast_group_id}/queue接口，

{
  "multicastQueueItem": {
    "data": "AQ==",
    "fCnt": 0,
    "fPort": 2,
    "multicastGroupID": "fc241d9ad2e64c5ba5c9dc86cdd8dab8"
  }
}
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2.3 组播配置实例

参考：利尔达LoRaWAN组播配置示例

【单播】

1️⃣ : 为节点设备 设置组播地址，该地址从服务器获取，大小端与服务器相反。（如服务器地址：E0 20 93 CC，则模组应配置为CC 93 20 E0）

2️⃣ : 配置节点端的数据接收的速率与频率，与服务器配置保持一致（如 dr0 以及 rx2= 505300000 ）

【多播】

⚠️: 多播配置中，组播地址大小端与服务器相同

字符： base64编码 16进制数（0x）

hello aGVsbG8= 68 65 6c 6c 6f

RAK UkFL 52 41 4B

3. 一个lorawan 组播的 demo实例

来自于YouTube 的视频介绍：LoRaWAN Multicast Demo Introdction

Multicast in LoRaWAN allows to send one frame to many end-devices at the same time. We use a STM32WL, a LoRaWAN Gateway and Actility Community Network Server. But it works with TTN or any other Network Server supporting the Multicast Application Layer on port 200.

You can find more information:

1️⃣ In the eBook “LoRaWAN advanced” available for free here [LoRa LoRaWAN and IoT]

2️⃣ The open source dashboard Multicast server https://github.com/SylvainMontagny/fuota-server/tree/main/multicast

3️⃣ STM32WL Firmware https://github.com/SylvainMontagny/STM32WL

实例使用的是4块 STM32WL55作为 end_node，工作在 class C模式。

3.1 【设备分组】

3.2 【组播工具】

使用工具 Multicast Session Generator，用于创建组播信息

3.3 【demo步骤】

• 设置组播的上下文信息 context，每个组通过组播 session key（会话密钥） 为特征，使用 Multicast Session Generator工具获取这些密钥

4. chirpstack + RAK3172 组播测试实例

4.1 RAK3172 节点设置

参考： https://docs.rakwireless.com.cn/Product-Categories/WisDuo/RAK3272S-Breakout-Board/AT-Command-Manual/#at-addmulc

/*查询组播组*/
AT+LSTMULC=?
/*设置组播参数，注意这 6个参数要和下图框出来的5个参数 以及组播的classc 模式对应起来 */
AT+ADDMULC=C:01020a0b:2B7E151628AED2A6ABF7158809CF4F3C:2B7E151628AED2A6ABF7158809CF4F3C:505300000:1    
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4.2 chirpstack 数据下发

注意：实测的时候，chirpstack 中的DR 设置为0，时节点是收不到数据的，只有设置为1-6时，节点才可以收到数据，原因暂未找到。
怀疑是开源的chirpstack 对DR0作了限制？

4.3 测试结果演示

【chirpstack api 下发组播命令，节点接收】

5. FUOTA 技术前言调研

**FUOTA全称 ：**Firmware update over the air，（空中固件无线升级）

5.1 前沿文章

慧联应用研究|FUOTA技术在LoRaWAN中的实现

慧联应用研究|浅谈LoRaWAN组播技术原理（技术篇）

慧联应用研究|浅谈LoRaWAN组播技术和应用（市场篇）