近年來，手機、平板等移動平臺市場飛速擴展，但讓人驚訝的是，SBC（單板計算機）的市場卻并沒有被“移動平臺”蠶食。相反，隨著物聯網、邊緣計算等應用需求的增長，市面上出現越來越多定位于不同應用場景的SBC，樹莓派正是其中的佼佼者之一。

由于樹莓派開源社區十分成熟，基于樹莓派的開發往往事半功倍，因此不少企業都推出了基于樹莓派的產品。我們今天要介紹的RAK_common_for_gateway（以下簡稱rak_common）和其容器化鏡像就是其中的一款典型。

RAK_common是瑞科慧聯（RAK）基于開源社區資源開發的一套LoRaWAN?軟件棧。它可以讓用戶在極短時間內，在樹莓派上部署好LoRaWAN?網關，方便進一步開發或直接將其用于生產環境。

背景介紹

RAK_common軟件棧的原始倉庫中提供了非常詳細的使用指南，包括：如何下載源碼、如何使用樹莓派內置的 raspi-config 工具來配置相關接口、如何使用一鍵安裝腳本、以及如何使用一個簡單的 GUI 來配置網關等相關內容信息。在可支持的硬件平臺上，RAK_common 軟件棧內的一鍵安裝腳本就可以自動識別樹莓派的基礎型號，例如樹莓派 0、樹莓派 3、樹莓派 4、樹莓派 cm3、以及樹莓派 cm4，并自動修改對應的配置文件；在 LoRa?集中器方面，RAK-common 軟件棧可以支持 SX1301、SX1302，以及 SX1303 集中器。

瑞科慧聯非常貼心地為每種集中器都提供了USB和SPI 規格接口，以及可選的GPS和LTE模塊，所以用戶可以根據自身實際需求來購買具有“對應接口和對應功能”的集中器，并且在一鍵安裝腳本中，手動選擇對應的型號來部署相關代碼和配置。RAK-common軟件棧可以支持的集中器型號如下所示：

RAK831(Choose RAK2245)

RAK2245

RAK7243/RAK7244 no LTE

RAK7243/RAK7244 with LTE

RAK833(USB)(Choose RAK2247 USB)

RAK2247(USB)

RAK833(SPI)(Choose RAK2247 SPI)

RAK2247(SPI)

RAK2246

RAK7248 no LTE (RAK2287 + raspberry pi)

RAK7248 with LTE (RAK2287 + LTE + raspberry pi)

RAK2287(USB)

RAK7271(Choose RAK2287 USB)

RAK5146(USB)

RAK7371(Choose RAK5146 USB)

RAK5146(SPI)

RAK5146(SPI) with LTE

隨著云原生時代的到來，容器技術憑借其可移植性高、部署方便、運維成本低等特點，迅速成為“在邊緣計算設備上部署服務”的首選方式。而瑞科慧聯的LoRaWAN?UDPPacketForwarderProtocolforDocker 這一項目恰好就是針對RAK-common軟件棧進行了代碼結構的優化和打包。這樣，即使用戶不在樹莓派硬件平臺上，也能快速部署LoRaWAN?UDPpacketforwarder。如果用戶在設備上已經安裝了docker，使用瑞科慧聯提供的容器鏡像就更簡單，只需要在docker-compose.yml中修改對應的配置選項，然后需要輸入一條命令‘docker-compose up‘，就可以在幾秒鐘內部署好一個LoRaWAN?packetforwarder，將設備變為一臺LoRaWAN?網關。

該項目的特性如下所示：

• 支持多平臺、多架構，如AMD64(x86_64),ARMv8,ARMv7andARMv6架構支持基于SX1301, SX1302, SX1303 and SX1308的LoRa?集中器
• 支持使用SPI和USB接口的集中器
• 兼容使用TheThingsStack（communityedition/TTNv3）或者是ChirpstackLNS等LoRa?網絡服務器
• 一鍵部署，同時可配置度高
• 支持使用Balena部署，方便集群管理

應用示例

下面我會以頻段為US915的RAK5146集中器的SPI版本為例子，向大家展示如何使用docker-compose，實現一鍵部署LoRaWAN?UDP packet forwarder。

前期準備

硬件準備：

• RAK5146集中器
• 樹莓派3/4/CM3/CM4（CM3或者CM4需要對應的載板）或者任意其他有PCIe/GPIO的arm平臺或者x86平臺
• 如果你的host設備上沒有PCIe接口，需要使用一個額外的RAK2287PiHAT板載PCle連接器

軟件準備：

• 在本地預安裝了docker和docker-compose，以及相關的依賴（docker和docker-compose的安裝十分簡單，請參照官方文檔。

具體步驟如下所示：

• 新建一個文件夾，并在文件夾中新建一個名叫docker-compose.yml的文件：

mkdir example
cd example
nano docker-compose.yml

• 接著將下列內容粘貼進該文件并保存：

version: '3.7'

services:

   udp-packet-forwarder:
     image: rakwireless/udp-packet-forwarder:latest
     container_name: udp-packet-forwarder
     restart: unless-stopped
     devices:
        -/dev/spidev0.0
    volumes:
       -/sys:/sys
    environment:
#	     MODEL: "RAK5146"	              #該鏡像可根據Rakwireless集中器型號自動配置接口等
       CONCENTRATOR: "SX1303"	    #第三方集中器需要依次定義CONCENTRATOR、INTERFACE等變量，例如RAK5146是基于SX1303芯片
       INTERFACE: "SPI"
       RADIO_DEV: "/dev/spidev0.0"
       BAND: "us_902_928"            #此處以US915為例，根據集中器支持頻段修改即可
       TTN_REGION: "eu1"	            #如使用TTS作為ns，默認使用eu1服務器，可按需修改
#     	  SERVER_HOST: "10.2.21.27" #如果不使用TTS，則修改為您自己ns的地址
#	      SERVER_PORT: "1700"         #同上

• 保存后，在終端同一個目錄下中執行如下命令：

pi@rasperry:docker-compose up
#如果安裝了新版docker compose，請運行如下命令
docker compose up

如果配置正確的話，你將看到如下的log，其中包含了網關的EUI，以及后續TTS的ns地址。

網關的EUI可以通過在終端運行以下命令獲取：

docker exec -it udp-packet-forwarder ./get_eui.sh

光在網關上部署udp-packet-forwarder可不夠，你還需要配置網絡服務器（ns），此處我們以TheThingsStack (TTS)為例：

復制上述紅色高亮的地址eu1.cloud.thethings.network，使用你的瀏覽器訪問該地址，注冊賬號后，你將看到TTS 的網關和應用配置頁面：

接下來你需要按照頁面上的操作提示，依次進行以下操作：

1. 點擊Go to Gateway
2. 點擊Add Gateway
3. 依次填入網關的信息，例如ID，名字，EUI，以及頻段
4. 點擊頁面下方的Create Gateway 來完成網關的創建

完成以上步驟后，請等待片刻，稍后網關將自動連上TTS網絡服務器。連接成功后，網關會有如下log：

而在TTS網絡服務器側，則可以看到網關入網的提示：

以上就是最基礎、也最常見的一種部署LoRaWAN?網關的方式。此外，瑞科慧聯還提供了基于該鏡像的多種應用案例，包括雙頻段網關、接入influxdb數據庫和Grafana圖形化面板、接入TagoCore的案例等等，具體可以參考其Github代碼倉庫。

大家可以參考代碼倉庫中的開源應用案例，只需要稍加修改、就能打造出屬于你自己的解決方案。