描述

概述

該項(xiàng)目是柏林自由大學(xué)“軟件項(xiàng)目互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)”課程的一部分，其靈感來(lái)自Kwon Nung Choi 等人的論文“ LoRadar：通過(guò)被動(dòng)數(shù)據(jù)包嗅探進(jìn)行 LoRa 傳感器網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控”。

我們?yōu)榛?RIOT-OS 的 LongeRange (LoRa) 信號(hào)編寫(xiě)了一個(gè)被動(dòng)數(shù)據(jù)包嗅探應(yīng)用程序。作為硬件，我們使用了 STMicroelectronics 的 LoRa 板 (B-L072Z-LRWAN1)。

LoRa 和 LoRaWAN

LoRa 是一種用于無(wú)線低功率網(wǎng)絡(luò)的調(diào)制技術(shù)。LoRa 使用相當(dāng)穩(wěn)健的啁啾信號(hào)并覆蓋物理層。LoRaWAN 覆蓋了網(wǎng)絡(luò)層。LoRa 根據(jù)各種因素（障礙物、天線高度、天線、傳輸參數(shù)）達(dá)到 1 到 10 km 的距離，并達(dá)到 0.3 kbit/s 到 50 kbit/s 的數(shù)據(jù)速率。

LoRaWAN 數(shù)據(jù)包的實(shí)際負(fù)載是加密的。然而，我們可以讀出各種元數(shù)據(jù)信息：

• Time (long/int)：自記錄開(kāi)始以來(lái)的時(shí)間戳計(jì)數(shù)
• ChannelFreq (long/int)：接收數(shù)據(jù)包的頻率，對(duì)于 EUW，這可能是 867.1、867.3、867.5、867.7、867.9、868.1、868.3、868.5
• RSSI (int: -122-0)：接收信號(hào)強(qiáng)度指示，單位為 dBm
• SNR (int: -20-10): 信噪比
• MType (int: 2, 4, 0): 0 - join request, 2 - unconfirmed data up packet, 4 - 確認(rèn)數(shù)據(jù) up packet
• DevAddr（8 個(gè)字符的字符串）：設(shè)備地址為十六進(jìn)制字符串
• ADR (int 0, 1)：自適應(yīng)數(shù)據(jù)速率“關(guān)閉”或“開(kāi)啟”
• ADRACKReq (int 0, 1): 1 需要確認(rèn)以確保 ADR 仍在工作
• ACK (int 0, 1)：是否需要確認(rèn)
• FCnt(int)：數(shù)據(jù)包的幀數(shù)
• FOptslen (int): fopts 的大小
• FOpts (string): frameopts 為十六進(jìn)制字符串
• FPort (int 0-255)：0 有效載荷包含 MAC 命令，1-223 有效載荷是特定于應(yīng)用程序的，224-255 保留以供將來(lái)使用

可視化

Python 腳本創(chuàng)建一個(gè) PDF 報(bào)告，其中包含在命令行中執(zhí)行時(shí)顯示信息的多個(gè)圖表。該腳本還提供了選擇要在報(bào)告中評(píng)估的時(shí)間段以及查看有關(guān)特定設(shè)備的更多信息的功能。

硬件

我們使用 STMicroelectronics 的 B-L072Z-LRWAN1 板，因?yàn)樗?RIOT-OS 支持，并且已經(jīng)具有 LoRa 天線。如果進(jìn)行了適當(dāng)?shù)呐渲?，其他設(shè)備也應(yīng)該可以工作。我們需要做一些修改。我們希望將收到的包裹存儲(chǔ)到 MicroSD 卡上。這使我們可以讓設(shè)備運(yùn)行一段時(shí)間，并且我們可以在不移動(dòng)設(shè)備的情況下輕松切換 SD 卡以讀取數(shù)據(jù)。我們使用可能需要焊接的 MicroSD 分線板（取決于您的分線板）。然后我們根據(jù)文檔連接跳線B-L072Z-LRWAN1 板的。作為第二個(gè)修改，我們希望用電池為我們的電路板供電，并且仍然能夠?qū)ζ溥M(jìn)行閃爍。因此，我們需要在 SB37<->NRST 處拆焊橋接并將跳線焊接到可以連接到 CN12(5) 的 SB37 上。如果斷開(kāi)連接，則電路板由電池供電，如果連接，我們可以通過(guò) CN7 USB STLINK 對(duì)其進(jìn)行閃爍，然后從那里為它供電。

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