Dragino LG01 取扱説明書

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LG01 LoRa 物联网网关用户手册

文件版本: 1.5

固件版本: IoT Mesh v4.3.4

Version

Description

Date

0.1

初版

2016-Oct-29

1.0

正式发布,添加 ThingSpeak 服务器例。

2016-Dec-9

1.1

添加如何连接到 TTN LoRaWAN 服务器例子

2017-May-17

1.2

添加 RN2483 链接。

2017-Jul-14

1.3

添加 OLG 天线说明，修改备用 IP 描述,更新软件源代码链接。

更新例子说明文字。

2017-11-15

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1.4

添加乐联网服务器示例，增加 MQTT 功能示例说明。

2018-04-03

1.5

添加 TCP 示例，修复 lg01_pkt_fwd 进程 bug。

2018-05-08

1介绍...................................................................................................................................... 5

1.1 概述................................................................................................................................. 5

1.2 产品说明....................................................................................................................... 5

1.3 产品特征....................................................................................................................... 7

1.4 系统构造....................................................................................................................... 7

1.5 应用领域....................................................................................................................... 9

1.6 硬件版本..................................................................................................................... 10

1.7 将SIM 卡安装在 3G/4G 模块..................................................................................10

2快速启动向导...................................................................................................................... 11

2.1 LG01 的使用和配置................................................................................................... 11

2.2 微控制器程序............................................................................................................. 12

2.2.1 下载和安装 Arduino IDE........................................................................................ 12

2.2.2 给MCU 上传一个固件.......................................................................................... 14

2.3 简单的 LoRa 无线范例................................................................................................16

2.3.1 安装 LoRa 库..........................................................................................................16

2.3.2 上传 LoRa 客户端的固件.......................................................................................18

2.3.3 上传 LG01 LoRa 网关端固件................................................................................ 19

2.3.4 分析测试结果........................................................................................................ 20

3典型的网络设置.................................................................................................................. 21

3.1 概述........................................................................................................................... 21

3.2 一般的无线 AP 网络................................................................................................ 22

3.3 WAN 端口网络模式................................................................................................. 23

3.4 WiFi 客户模式.......................................................................................................... 23

3.5 无线网状网(mesh).................................................................................................... 24

3.5.1 mesh 网关设置.....................................................................................................24

3.5.2 网客户端设置...................................................................................................... 25

3.6 USB Modem 拨号上网............................................................................................. 28

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3.7 USB 3G/4G 以太网上网卡....................................................................................... 29

4 Linux 系统............................................................................................................................. 31

4.1 Linux 控制台的 SSH 访问..........................................................................................31

4.2 文件的编辑和传输................................................................................................... 32

4.3 文件系统................................................................................................................... 32

4.4 软件包维护系统....................................................................................................... 33

5 Bridge 库............................................................................................................................... 34

5.1 使用 Console 库来打印调试信息........................................................................... 34

6进阶管理.............................................................................................................................. 36

6.1 重置网络和重置出厂设置....................................................................................... 36

7升级 Linux 固件....................................................................................................................37

7.1 通过 Web UI 升级..................................................................................................... 37

7.2 经由 Linux Shell 升级............................................................................................... 37

8上传 MCU 固件.................................................................................................................... 38

8.1 通过 Arduino IDE 上传............................................................................................ 38

8.2 通过 Web UI 升级 MCU 固件................................................................................. 38

8.3 MCU 自动更新......................................................................................................... 39

9示例：将 LoRa 与RESTFul API 结合....................................................................................40

9.1 RESTFul API 是什么？............................................................................................... 40

9.2 配置 IoT 服务器....................................................................................................... 40

9.3 逐步上传测试........................................................................................................... 42

9.3.1 LG01 通过 Linux 命令尝试 RESFul API 调用....................................................... 42

9.3.2 通过网页发送请求尝试 RESFul API 调用........................................................... 43

9.4 上传:从LoRa 节点获取数据并发送到物联网（IoT）服务器............................... 45

9.4.1 准备硬件.............................................................................................................. 45

9.4.2 建立物联网服务器账户...................................................................................... 45

9.4.3 上传单片机固件.................................................................................................. 46

9.5 检验结果................................................................................................................. 49

9.5.1 串口监视器查看结果.......................................................................................... 49

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9.5.2 云服务器上查看结果.......................................................................................... 49

10 将LoRa 与MQTT 结合...................................................................................................50

10.1 什么是 MQTT？...................................................................................................... 50

10.2 调用 MQTT API........................................................................................................ 50

10.2.1 工作原理.......................................................................................................... 50

10.2.2 配置工作.......................................................................................................... 50

10.2.2 调用 MQTT API................................................................................................. 51

10.3 上传数据................................................................................................................. 52

11 将LoRa 与TCP 结合...................................................................................................... 54

11.1 什么是 TCP.................................................................................................................. 54

11.2 模拟数据发送............................................................................................................. 54

11.3 配置工作..................................................................................................................... 57

11.4 发送数据..................................................................................................................... 59

12 进阶例子........................................................................................................................ 60

12.1 连至 TTN LoRaWAN 服务器的例子.......................................................................60

12.2 多个节点的例子..................................................................................................... 60

12.3 如何使用 LG01-S 的传感器引脚？........................................................................ 62

12.4 更多例子................................................................................................................. 64

13 常见问题.......................................................................................................................... 64

13.1 为什么 LoRa 部分有 433/868/915 等不同频率版本?......................................... 64

13.2 LG01 LoRa 部分的频率范围是多少？.................................................................. 64

13.3 网关支持什么类型的 LoRa 设备?..........................................................................64

13.4 LG01 可以支持多少个节点？............................................................................... 64

13.5 LG01 可以支持什么类型的服务器？................................................................... 64

13.6 我可以为 LG01 创建自己的固件吗?哪里可以找到 LG01 的源代码?................. 65

13.7 如何为这个设备获取更多的示例?........................................................................65

13.8 OLG01 使用什么天线合适呢?...............................................................................65

13.9 更加多的关于 LoRa 基本问题。...........................................................................65

14 故障检修.......................................................................................................................... 66

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14.1 我无法在 Arduino IDE 下载 Dragino 配置文件.................................................... 66

14.2 MCU 和Linux 模块之间的 Bridge 不工作............................................................. 67

14.3 Arduino IDE 没有检测到 LG01...............................................................................67

14.4 安装新包时，我得到了内核错误，如何修复?....................................................67

14.5 如果 Linux 固件崩溃，如何恢复 LG01..................................................................68

14.6 我为 WiFi 访问配置了 LG01 并失去了它的 IP，在该怎么做?............................69

15 订购须知.......................................................................................................................... 70

16 包装信息.......................................................................................................................... 70

17 技术支持.......................................................................................................................... 70

18 参考信息.......................................................................................................................... 71

1介绍

1.1 概述

LG01 是一个开源的单通道 LoRa 网关,它可以将 LoRa 网络通过 WiFi, 以太网口，3G 或者 4G

来连接到 Internet IP 网络。LG01 在开源嵌入式 Linux 系统上运行;它有一个 USB 主机端口，

2个以太网口和 802.11 b / g / n WiFi 功能. USB 主机端口可用于连接蜂窝模块，因此 LG01 非

常灵活，可以将 LoRa 网络连接到不同类型的网络，以满足用户的需求。

1.2 产品说明

硬件系统：

Linux 部分:

400Mhz AR9331 处理器

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64MB RAM

16MB Flash

微处理器（MCU）部分:

单片机: ATMega328P

Flash: 32KB

SRAM: 2KB

EEPROM: 1KB

接口:

输入电压: 9 ~ 24v DC

两个 RJ45 接口

一个 USB 2.0 host 外部接口

一个内部 USB 2.0 host 接口

WiFi 规格:

IEEE 802.11 b/g/n

频率范围: 2.4 ~ 2.462GHz

发射功率:

11n tx power : mcs7/15: 11db mcs0 : 17db

11b tx power: 18db

11g 54M tx power: 12db

11g 6M tx power: 18db

Wifi 灵敏度

11g 54M : -71dbm

11n 20M : -67dbm

LoRa 规格:

频率范围:

Band 1 (HF): 862 ~ 1020 Mhz

Band 2 (LF): 410 ~ 528 Mhz

最大链路预算可达 168db

+20 dBm - 100 mW 电压变化时恒定的射频输出与.

+14 dBm 高效功率放大器

可编程比特率最高可达 300 kbps.

高灵敏度:低至 -148 dBm.

高可靠性前端:输入三阶截点 = -12.5 dBm.

卓越的阻断免疫.

10.3mA 低接收电流，200nA 寄存器保持电流

分辨率为 61Hz、完全集成的频率合成器

FSK, GFSK, MSK, GMSK, LoRaTM 和OOK 调制.

时钟恢复的内置位同步器.

前导码检测.

127 dB 的RSS 动态范围.

自动射频信号检测，CAD 模式和超高速 AFC

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带有 CRC、高达 256 字节的数据包

内置式温度传感器和低电量指示器.

蜂窝网络-4G LTE (可选):

上海移远 EC20 LTE module

Micro SIM 卡槽

内部 4G 天线+外部 4G 船桨天线.

高达 100Mbps 的下行链路和 50Mbps 的上行链路数据率。

世界范围内的 LTE、um/hspa+和gsm/gpr/edge 的覆盖

MIMO 技术满足了现代无线通信系统中数据速率和链路可靠性的要求

蜂窝网络 - 3G UMTS/HSPA+ (可选):

上海移远 UC20 LTE module

Micro SIM 卡槽

内部 3G/4G 天线+外部 3G/4G 标签天线.

高达 14.4 Mbps 的下行链路和 5.76 Mbps 的上行数据速率

世界范围内的/hspa+和gsm/gpr/edge 覆盖率

高质量的数据和图像传输即使在恶劣的环境中

主要和多样性接收路径是为等效的噪声图形性能设计的

1.3 产品特征

内置开源 Linux(OpenWrt)系统，用户可根据自身需求来修改或编译固件。

低功耗.

兼容 Arduino IDE 1.5.4 或更高版本,用户可以通过 Arduino IDE 编程、调试或上

传固件到 MCU.

由Web GUI、SSH 通过 LAN 或WiFi 管理.

软件通过网络升级.

Auto-Provisioning.

内置 Web 服务器.

通过 RJ45 端口、WiFi 或3G /4G 网络来连接 Internet 网络。

提供可靠的恢复系统.

1.4 系统构造

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1.5 应用领域

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1.6 硬件版本

对于不同的使用环境，有不同的 LG01 版本。下表显示了这些硬件版本之间的差异：

型号

产品图片

描述

LG01-P

最通用的版本可以用作 LoRa 基础网关

LG01-S

在基础网关上增加了

连接外部传感器的接线端子

OLG01

户外版本，这个版本不包括 LoRa 天线而是提供一个

SMA 连接器，用户可以将它连接到一个高增益的 LoRa

天线。OLG01 可以由一个被动的 PoE 适配器来供电。

1.7 将SIM 卡安装在 3G/4G 模块

在含有 3G/4G 上网模块的设备中，用户请按照下面的图示安装 Micro SIM 卡

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2快速启动向导

2.1 LG01 的使用和配置

LG01 默认配置为一个 WiFi AP. 用户可以在连接到它的 WiFi 网络后访问和配置 LG01。

在LG01 的第一次启动中，它将自动生成一个不安全的 WiFi

网络，叫做 dragino2-xxxxxx

用户可以使用笔记本连接到这个 WiFi 网络.这台笔记本电

脑将获得一个 IP 地址 10.130.1.xxx ，LG01 的默认 IP 是

10.130.1.1

打开笔记本电脑浏览器，键入 10.130.1.1

用户将看到 LG01 的登录界面.

Web 登录的账户是:

User Name: root

Password: dragino

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2.2 微控制器程序.

MCU(微控制器) ATMega328P 用于与 LoRa 模块和 Dragino Linux 模块通信。MCU 的程序语

言是基于 C语言的，编程工具是 Arduino IDE。下面我们展示了如何进行编程。

2.2.1 下载和安装 Arduino IDE

从Arduino 官方网站下载最新的 Arduino 软件(IDE) ：

https://www.arduino.cc/en/Main/Software

在PC 上安装 IDE, 打开并点击 File --> Preference,在Additional Boards Manager URLs 里添加

以下 URL http://www.dragino.com/downloads/downloads/YunShield/package_dragino_yun_test_index.json

转到 tools --> Boards --> Boards Manager,找到 Dragino boards 信息并安装它.

在IDE 中安装 Dragino board 信息之后,我们可以看到来自 IDE Board 信息，就像下面

的截图一样。对于 LG01, 我们应该选择:Arduino Uno – Dragino Yun.

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注意:如果用户在自动安装 Dragino Boards 时候出现问题，用户可以

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2.2.2 给MCU 上传一个固件

首先，我们可以向 MCU 上传一个简单的固件，看看它是如何工作的

如果您已经连接到 LG01 WiFi SSID,请确保您的计算机和 LG01 是在相同的网络中，然

后这两个设备都在同一个 WiFi 网络中。在 IDE 中，选择正确的端口，如下图所显示：

从IDE --> File --> Examples --> Dragino --> Basic --> Blink 中选择例子上传，

点击上传，将固件上传到 LG01,若LG01 提示输入密码,请输入 LG01 密码.

检查结果

Blink 例子将把 MCU 的A2 引脚设置为周期性的高电平和低电平.这个引脚连接到 LG01

的HEART 灯.如果成功上传了这个固件,用户可以看见 HEART 灯被周期性地点亮和熄

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灭.

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2.3 简单的 LoRa 无线范例

为了测试 LoRa 无线收发功能，我们至少需要两个支持 LoRa 的设备.在本例中，我们将

使用以下设备:

LoRa 服务器: LG01 ;

LoRa 客户端：LoRa Shield + Arduino Uno

在这个例子，我们会演示基本的 LoRa 通信。

LoRa 客户端通过 LoRa 无线广播数据包。 LG01

网关收到这些数据包之后会把他们在电脑上的调试窗口显示出来。

2.3.1 安装 LoRa 库

这里的库是 Radiohead 库,能够从 https://github.com/dragino/RadioHead/archive/master.zip

下载将它解压并放到 Arduino 库文件夹中，最后的路径应该如下图:

为了确保 Radiohead 的库是正确安装的，我们重启 Arduino IDE, 之后我们会看到 Radiohead

出现在 Examples 的目录里面，如下:

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2.3.2 上传 LoRa 客户端的固件

a) 首先打开 Arduino IDE, 选择 Dragino Yun – LG01,

b) 然后选择例子:LoRa_Simple_Client_Arduino

c) 在LoRa_Simple_Client_Arduino 的编程窗口中,把板子的信息选回 Arduino UNO, 这个代

表的板子是 LoRa Shield + UNO:

d) 通过 USB com 端口上次例子 LoRa_Simple_Client_Arduino 到LoRa Shield + UNO. 同时打

开串口监视器查看输出。

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2.3.3 上传 LG01 LoRa 网关端固件

a) 再次点击 Arduino.exe 来打开另外一个 Arduino IDE 窗口。这很重要，因为我们需要两个

独立的窗口监视器，一个是监视客户端，另外一个监视 LG01 网关

b) 在新的窗口中，选择 LG01 作为需要使用的板子，然后选择并上传例子:

LoRa_Simple_Server_Yun

c) 例子上传结束后，打开串口监视器查看程序输出。

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2.3.4 分析测试结果

底下的窗口显示了输出的结果.

上面的窗口显示了 LoRa 客户端在持续向外广播 LoRa 数据包，并等待回复。

下面的窗口是 LG01 网关的窗口，他显示了 LG01 等到了一个”Hello, World”的数据包并

回复“And hello back to you”, 当LoRa 客户端收到这个回复包之后会打印到自己的窗口

上。

注意:这个例子中，LoRa 客户端上电之后就会广播 LoRa 数据包.而LG01 会在用户打开串

口监视器之后才会接收数据包并回复。原因是我们在网关中有这段代码:

while (!Console) ; // Wait for console port to be available

表示一直循环直到用户通过串口连接来。

如果希望 LG01 不等待串口监视器连接就发送，那么可以直接把这段代码屏蔽掉。

当使用另一个 LG01 作为 LoRa 节点时候

方法与上面的方法相同，但是使用以下例子:

IDE --> File --> Examples --> Dragino --> LoRa --> LoRa_Simple_Client_Yun

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