LoRaWAN ist ein Thema, das schön öfter in Elektor behandelt wurde. Es ist recht einfach, einen LoRaWAN-Knoten wie zum Beispiel ein Sensorboard aufzubauen. Dazu stehen LoRa-Module zur Verfügung, die man an kompakte Controllerboards anschließen kann, etwa auf Basis eines STM32 oder Raspberry Pi Pico [1][2]. Doch damit die Daten, die ein solcher Knoten über LoRa sendet, auch weiter transportiert werden, braucht es eine Gegenstelle. In diesem Fall ein LoRaWAN-Gateway, das Daten über LoRa entgegennimmt und an eine Internetplattform wie The Things Network weiterleitet. Man kann hierzu ein vorhandenes Gateway nutzen (viele werden von Freiwilligen betrieben) oder ein eigenes Gateway einrichten. Ich habe seit mehr als einem Jahr ein Dragino LPS8 Indoor Gateway im Einsatz.

Dragino LPS8

Das Dragino LPS8 Indoor Gateway (Bild 1) besitzt ein Kunststoffgehäuse.

Bild 1. Dragino LPS8 Indoor Gateway (Quelle: Dragino).

Die Elektronik im Inneren wird von einem kleinen Atheros (heute Qualcomm) AR9331 Prozessor mit 400 MHz befeuert. Mit 64 MB RAM und 16 MB Flash ist dieses Gehirn des Gateways sicher nicht mit einem Raspberry Pi Zero 2 W zu vergleichen - doch für die Funktionen die ein Gateway ausführen muss, ist der Prozessor mehr als ausreichend. Der Atheros AR9331 integriert neben der CPU auch WLAN nach 802.11 b/g/n und einen 10/100-Mbit-LAN-Port. Für die Datenrate, die per LoRaWAN transportiert werden soll, sind diese Geschwindigkeiten mehr als ausreichend. Auch muss das Gateway selbst keine große Rechenleistung bereitstellen, da es sich nur um das Management des integrierten LoRa-Transreceiver-Moduls kümmert und die Daten ins Internet weiterreicht. Ein Blockdiagramm ist in Bild 2 zu sehen.

Bild 2. Blockdiagramm Dragino LPS8 (Quelle: Dragino).

Beim LoRa-Transreceiver handelt es sich um eine Kombination aus einem Semtech SX1308 LoRa-Baseband-Chip (Blockdiagramm in Bild 3) und zwei SX1257 Front-End-Modulen (Blockdiagramm in Bild 4).

Bild 3. Blockdiagramm SX1308 (Quelle: Semtech).
Bild 4. Blockdiagramm SX1257 (Quelle: Semtech).

Diese Kombination sorgt für die Umsetzung von der Funkschnittstelle zu Ethernet. Das Gateway ist sehr genügsam, was die Leistungsaufnahme angeht, 5 V und maximal 2 A (10 W) müssen von einem Netzteil bereitgestellt werden.

Wie der Name des Gateways schon verrät, ist das Gerät für den Einsatz innerhalb eines Gebäudes gedacht, die Umgebung sollte also trocken und staubarm sein. Das Gebiet, das mit dem Gateway abgedeckt werden kann, ist kleiner als eines, das ein Outdoor-Gateway abdecken kann. Letztere werden meist auf entsprechenden Sendemasten installiert.

Handbuch, Firmware und Einrichtung

Zur Einrichtung des Gateways kann das Handbuch von Dragino in aktueller Version [3] heruntergeladen werden; es wurde seit dem Release des Produktes gepflegt und spiegelt die Funktionen und Updates der aktuellen Firmware wider. Löblich - es könnte einen traurig stimmen, dass sich nicht auch andere Firmen um eine solch gute Produkt-Dokumentation kümmern.

Auch die Firmware wird gut gepflegt. Das aktuelle Release ist vom 4.11.2021 (Stand 15.12.2021) [4]. Wenn möglich empfiehlt sich vor der Inbetriebnahme ein Firmwareupdate auf die aktuelle Version, damit Bugs und Sicherheitslücken so weit wie möglich entgegengewirkt wird.

Das Handbuch führt einen durch die Einrichtung des Gerätes. Dabei müssen nur das Netzwerk passend konfiguriert und die Einstellungen für das passende LoRaWAN (z.B. The Things Network) vorgenommen werden. Ab diesem Punkt ist das LoRaWAN-Gateway einsatzbereit (Bild 5).

Bild 5. Web-Interface des Gateways.

OpenWRT-Unterbau

Auch wenn die erste Seite des Webinterfaces das noch nicht vermuten lässt: als Basis des Dragino LPS8 Indoor Gateways kommt ein OpenWRT zum Einsatz. Damit steht nicht nur ein LoRaWAN-Gateway zur Verfügung, es lassen sich auch etliche weitere Einstellungen vornehmen, die man von Routern her kennt (IP-Adressen, Weiterleitung, WLAN).

Dank des OpenWRT-Unterbaus lässt sich auch ein LTE- oder 5G-Modem an den USB-Port des Gateways anbinden, falls am Standort des Gerätes keine andere Verbindung zum Internet möglich sein sollte. Wer mag kann auch per SSH auf die Kommandozeile des Linux zugreifen (auf eigene Gefahr!). So lassen sich per Webinterface oder Kommandozeile weitere Pakete installieren, um Funktionen hinzuzufügen.

Abschließende Worte

Das Dragino LPS8 Indoor Gateway ist ein unauffälliger Vertreter eines LoRaWAN-Gateways, und in diesem Falle ist dies ein Pluspunkt. Während des über einjährigen Einsatzes hat das Gerät bei mir klaglos seinen Dienst verrichtet. Für den Betrieb meiner LoRaWAN-Knoten macht das Gateway einen guten Job und auch die Abdeckung des Gebäudes (und der umliegenden) ist mehr als erfreulich. Wer also auf der Suche nach einem preiswerten LoRaWAN-Gateway ist, sollte einen Blick auf das Dragino LPS8 Indoor Gateway im Elektor-Shop [5] wagen.
 

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Ein Beitrag von

Text: Mathias Claußen
Redaktion: Jens Nickel