LoRaWAN温湿度传感器方案_最佳实践_物联网络管理平台-阿里云

背景信息

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LoRa节点设备接入
搭建与管理网络
参见搭建与管理网络搭建和管理网络、创建节点组并添加节点。
配置数据流转
目前数据流转支持阿里云物联网平台、消息队列MQ两种方式，这里选择将数据流转至阿里云物联网平台，详情请参见数据接入物联网平台-1对1。
物联网平台LoRa节点设备接入
本章介绍如何在物联网平台开发平台上进行设备接入的开发。主要的开发内容包括：
- 项目和产品创建
- 产品功能定义
- 平台脚本开发

本文以一个空气温湿度传感器为例，同时可以配置温湿度的阈值，在温湿度超出阈值时上报事件。

创建产品和设备

登录物联网平台控制台。

在左侧导航栏上选择设备管理 > 产品，单击创建产品，填写产品信息后单击完成。详情请参见数据接入物联网平台-1对1。


参数	描诉
产品名称	可填写任意名称
所属品类	自定义品类
节点类型	直连设备
连网方式	LoRaWAN
入网凭证	从表单选择，如无可单击创建凭证
数据格式	透传/自定义

为产品添加LoRa设备。

在左侧导航栏上单击设备，参见单个创建设备添加设备。

说明使用LoRaWAN设备的DevEUI需小写作为deviceName。
- 添加完成后，显示如下，此时设备状态为未激活。
- 数据流转已自动同步产品创建完成后，可在Link WAN里看到自动同步的数据流转设置。
  
  说明在网管平台只能查阅，新增终端请移步至物联网平台维护。

产品功能定义

产品创建完成之后，需要在平台上定义产品有哪些功能。功能定义是为了让平台能够理解设备上下行的数据定义，便于上层应用的读写。

在左侧导航栏上选择设备管理 > 产品，单击产品对应操作栏中的查看。
选择功能定义 > 编辑草稿，单击自定义功能 > 添加自定义功能
在添加自定义功能弹框中，功能类型选择属性，添加温湿度属性。
- 添加温度属性，配置参数如下图所示。
- 添加湿度属性，配置参数如下图所示。

功能类型选择服务，添加温度湿度阈值，参数配置如下图所示。

其中输入参数设置如下图所示。


参数名称	标志符	数据类型	取值范围	步长	单位
温度过高阈值	MaxTemp	int32（整数型）	-40~55	1	摄氏度/℃
温度过低阈值	MinTemp	int32（整数型）	40~55	1	摄氏度/℃
湿度过高阈值	MaxHumi	int32（整数型）	1~100	1	百分比/%
湿度过低阈值	MinHumi	int32（整数型）	1~100	1	百分比/%

功能类型选择事件，添加湿度过高／过低告警事件。告警输出参数为当前湿度。

其中输出参数设置如下。
单击确认，单击页面右下方的发布更新。
上述属性、服务、事件添加完成后，在自定义功能一栏下方可确认添加的结果。

平台脚本开发

进入产品的数据解析标签页，可以添加解析脚本。由于数据是以自定义格式透传到平台，所以需要添加脚本来解析自定义协议。

将下列代码添加到上图的脚本编辑区。

var ALINK_ID = "12345";
var ALINK_VERSION = "1.1";
var ALINK_PROP_POST_METHOD     = 'thing.event.property.post';
var ALINK_EVENT_TEMPERR_METHOD = 'thing.event.TempError.post';
var ALINK_EVENT_HUMIERR_METHOD = 'thing.event.HumiError.post';
var ALINK_PROP_SET_METHOD      = 'thing.service.property.set';
var ALINK_SERVICE_THSET_METHOD = 'thing.service.SetTempHumiThreshold';
/*
 * 示例数据：
 *  传入参数 ->
 *      000102 // 共3个字节
 *  输出结果 ->
 *      {"method":"thing.event.property.post", "id":"12345", "params":{"Temperature":1,"Humidity":2}, "version":"1.1"}
 *  传入参数 ->
 *      0102 // 共2个字节
 *  输出结果 ->
 *      {"method":"thing.event.TempError.post","id":"12345","params":{"Temperature":2},"version":"1.1"}
 *  传入参数 ->
 *      0202 // 共2个字节
 *  输出结果 ->
 *     {"method":"thing.event.HumiError.post","id":"12345","params":{"Humidity":2},"version":"1.1"}
 */
function rawDataToProtocol(bytes)
{
    var uint8Array = new Uint8Array(bytes.length);
    for (var i = 0; i < bytes.length; i++)
    {
        uint8Array[i] = bytes[i] & 0xff;
    }
    var params = {};
    var jsonMap = {};
    var dataView = new DataView(uint8Array.buffer, 0);
    var cmd = uint8Array[0]; // command
    if (cmd === 0x00)
    {
        params['Temperature']  = dataView.getInt8(1); 
        params['Humidity']     = dataView.getInt8(2); 
        jsonMap['method']  = ALINK_PROP_POST_METHOD;
    }
    else if (cmd == 0x01)
    {
        params['Temperature']  = dataView.getInt8(1); 
        jsonMap['method']  = ALINK_EVENT_TEMPERR_METHOD;
    }
    else if (cmd == 0x02)
    {
        params['Humidity']  = dataView.getInt8(1); 
        jsonMap['method']  = ALINK_EVENT_HUMIERR_METHOD;
    }
    else
    {
        return null;
    }
    jsonMap['version'] = ALINK_VERSION;
    jsonMap['id']      = ALINK_ID; 
    jsonMap['params']  = params;
    return jsonMap;
}
/*
 * 示例数据：
 *  传入参数 ->
 *      {"method":"thing.service.SetTempHumiThreshold", "id":"12345", "version":"1.1", "params":{"MaxTemp":50, "MinTemp":8, "MaxHumi":90, "MinHumi":10}}
 *  输出结果 ->
 *      0x5d0a000332085a0a
 */
function protocolToRawData(json)
{
    var id  = json['id'];
    var method  = json['method'];
    var version = json['version'];
    var payloadArray = [];
    // 追加下行帧头部
    payloadArray = payloadArray.concat(0x5d);
    payloadArray = payloadArray.concat(0x0a);
    payloadArray = payloadArray.concat(0x00);

    if (method == ALINK_SERVICE_THSET_METHOD)
    {
        var params  = json['params'];
        var maxtemp = params['MaxTemp'];
        var mintemp = params['MinTemp'];
        var maxhumi = params['MaxHumi'];
        var minhumi = params['MinHumi'];

        payloadArray = payloadArray.concat(0x03);
        if (maxtemp !== null)
        {
            payloadArray = payloadArray.concat(maxtemp);
        }
        if (mintemp !== null)
        {
            payloadArray = payloadArray.concat(mintemp);
        }
        if (maxhumi !== null)
        {
            payloadArray = payloadArray.concat(maxhumi);
        }
        if (minhumi !== null)
        {
            payloadArray = payloadArray.concat(minhumi);
        }
    }
    return payloadArray;
}
// 以下是部分辅助函数
function buffer_uint8(value)
{
    var uint8Array = new Uint8Array(1);
    var dv = new DataView(uint8Array.buffer, 0);
    dv.setUint8(0, value);
    return [].slice.call(uint8Array);
}
function buffer_int16(value)
{
    var uint8Array = new Uint8Array(2);
    var dv = new DataView(uint8Array.buffer, 0);
    dv.setInt16(0, value);
    return [].slice.call(uint8Array);
}
function buffer_int32(value)
{
    var uint8Array = new Uint8Array(4);
    var dv = new DataView(uint8Array.buffer, 0);
    dv.setInt32(0, value);
    return [].slice.call(uint8Array);
}
function buffer_float32(value)
{
    var uint8Array = new Uint8Array(4);
    var dv = new DataView(uint8Array.buffer, 0);
    dv.setFloat32(0, value);
    return [].slice.call(uint8Array);
}

脚本解析下行数据的函数 protocolToRawData 中必须设定输出结果的起始三个字节（用于指定下行的端口号以及下行消息类型），否则系统会丢掉下行帧。另外，节点实际接收到的数据将不会包含起始的三个字节。

起始三字节的说明如下表所示。


Size（bytes）	LoRa Downlink	描述
1	DFlag	固定为 0x5D
1	FPort	下行端口号
1	DHDR	0 表示 “Unconfirmed Data Down”数据帧 1 表示 “Confirmed Data Down”数据帧

示例：0x5D 0x0A 0x00表示：下行帧端口号为10，数据帧为nconfirmed Data Down。

脚本模拟运行。
1. 设备上报数据调试。
  在脚本调试区1里输入下面数据，模拟类型选择设备上报数据后，单击运行按钮。
  
  说明 000102 中的 00 表示后面的两个字节分别表示温度和湿度，01 表示温度为1摄氏度，02表示湿度为2%。
2. 设备接收数据调试。
  在脚本调试区1里输入以下数据，模拟类型选择设备接收数据后，单击运行按钮。
```
{
    "method": "thing.service.SetTempHumiThreshold",
    "id": "12345",
    "version": "1.1",
    "params": {
        "MaxTemp": 50,
        "MinTemp": 8,
        "MaxHumi": 90,
        "MinHumi": 10
    }
}
```
  查看脚本调试区2的运行结果如下：
脚本脚本调试无误后，单击提交按钮提交脚本。

设备在线调试

脚本提交后，可以结合节点测试数据的上下行链路是否打通，LoRa节点如何发送以及接收数据请参考各模组厂商的相关手册。

节点数据上行。
1. 上报温湿度属性。
  1. 在LoRa节点侧选择输入十六进制的000102后发送数据。
  2. 从左侧导航栏的设备 > 设备列表选择对应节点，单击查看。
  3. 单击运行状态。
  4. 确认节点的湿度与温度信息是否已经上报且设置如下。
2. 上报温湿度告警事件。
  - 温度告警事件上报
    1. 在 LoRa 节点侧选择输入十六进制的0102 后发送数据。
    2. 在设备详情 > 事件管理中确认温度告警事件是否已经上报。
  - 湿度告警事件上报
    1. 在LoRa节点侧选择输入十六进制的0202后发送数据。
    2. 在设备详情 > 事件管理中确认湿度告警事件是否已经上报。
节点数据下行。
1. 在产品详情 > 设备开发单击对应节点的调试按钮，进入在线调试页面。
2. 选择调试功能为之前添加的温度湿度阈值，具体格式如下所示，单击发送指令。
  
  发送完成后在节点侧确认输出是否是16进制的0332085a0a。

说明对于Class A类型的节点，需要先发送数据才能启动接收。

固件升级

LoRa节点设备可以通过本地端烧录方式升级固件，目前不支持网络在线升级（FUOTA）。