The Things Network prakticky

The Things Network (TTN) je otevřenou platformou pro Internet věcí (IoT) na jejímž budování se může podílet každý. Následující text má být průvodcem, jak tuto myšlenku realizovat, ať již se chcete stát pouze uživatelem tj. "zasíťovat" vaše senzory a pracovat s jejich daty, nebo povýšit na přispěvatele - provozovat vstupní brány pro sebe či široké okolí.

Použití TTN je podmíněno pěticí předpokladů:

1. vlastnictvím TTN podporovaného koncového zařízení
2. registrací osobního účtu v TTN
3. registrací zařízení v TTN, což je podmíněno
4. registrací TTN aplikace (jedná se o vyplnění formuláře, žádné programování)
5. a pokrytí oblasti radiovým signálem TTN brány (není-li to váš případ, nic nebrání zřízení brány vlastní nebo to navrhnout obci, jak ukazuje příklad Nového Města na Moravě.

Šestým nepovinným krokem je aplikace (nezaměňovat s TTN aplikací), která zužitkovává data z čidel zachycená bránou a prostřednictvím TTN předaná do internetu např. vytváří grafy či statistiky viz. obrázek.

Koncová zařízení

Musí splňovat technickou specifikaci LoRaWAN, což je zaručeno u certifikovaných zařízení. Zvolené zařízení pak můžete pořídit např. v internetovém obchodě. Nezapomeňte se zajímat o dokumentaci, jak do zařízení zapsat klíče (textové kódy) potřebné pro nastavení komunikace s TTN. Na webu TTN najdete návody pro The Things Node nebo Uno.
Návody k některým zařízením můžete najít také zde na Wikiverzitě v kategorii Koncová zařízení

Registrace účtu

• na webu TTN po kliknutí vpravo nahoře na tlačítko máte vyplnit:
  • USERNAME - přičemž jste nabádáni volit své uživatelské jméno s rozmyslem, protože jej nelze po registraci změnit (rozlišuje velikost písmen, diakritika není povolena)
  • EMAIL ADDRESS - tedy e-mailové adresa, která se nezobrazuje ostatním uživatelům TTN a na kterou vám budou přicházet občasné zprávy o vašem účtu
  • PASSWORD - heslo o minimální délce šesti znaků
• potvrďte klinutím na "Create account" a zobrazí se informace "EMAIL VALIDATION", tedy informace o zaslání zprávy na výše vyplněný e-mail. Máte přesně týden na to, abyste zprávu otevřeli a klikli na tlačítko "Activate account", čímž se vám aktivuje prohlížeč na stránce "https://account.thethingsnetwork.org/" a přivítá vás slovy: "Welcome back <USERNAME>" viz. obrázek, dle kterého můžete kliknout na:

  

  • logo TTN - nedělá nic
  • HOME - zobrazí úvodní stránku TTN
  • CONSOLE - řídíci panel, který zpřístupňuje veškerou magii TTN - aplikace, zařízení (např. čidla), brány, nastavení integrace, spolupráce s ostaními, ..
  • account - nastavení vašeho uživatelského profilu tj. e-mail, jméno a příjmení (v tuto chvíli jsou prázdné) případně váš profilový obrázek (máte-li, je automaticky použit Gravatar)
  • logou - odhlášení se
  • edit account - totéž co "account" viz. výše
  • ttnctl access code - ??jsem nepochopil
  • request Slack invite - pozvánka do Slack (upozornit na úskalí Slack)

Při opakovaných návštěvách webu už samozřejmě volíte LOGIN nebo použijete některý z výše uvedených přímých odkazů (např. otevření CONSOLE) [zdroj: https://account.thethingsnetwork.org/]

Registrace TTN aplikace

• V CONSOLE klikněte nahoře mírně vpravo na Aplications (nebo na nepřehlédnutelné tlačítko APLICATIONS vlevo).
• v otevřeném seznamu TTN aplikací pokračujte kliknutím na zelené , což otevře formulář, kde vyplníte:
  • Application ID - jedinečný identifikátor vaší aplikace v TTN složený z malých písmena a bez diakritiky.
  • Application Description - popisný text TTN aplikace
  • Application EUI a Handler registration ponechte beze změny a klikněte vpravo dole na zelené Add application, čímž dojde k vytvoření a zobrazení správy aplikace. Zde vidíte:

    

    • horní menu, které obsahuje
      • logo TTN a tlačítko CONSOLE - obojí otvírá výchozí okno CONSOLE
      • Applications - přesune o úroveň výš tj. na seznam TTN aplikací
      • Gateways - seznam bran
      • Support - zobrazí seznam možných typů podpory (komunirní i profesionální)
      • - vaše uživatelské jméno, pod který najdete
        • Settings - nastavení CONSOLE (např. jazyk)
        • Account - nastavení vašeho uživatelského účtu
        • Logout - odhlášení z CONSOLE
    • drobečkovou navigaci
    • pruh akčních tlačítek
      • Overview - přechod na úvodní stránku správy TTN aplikace
      • Device - seznam zařízení asociovaných s touto TTN aplikací
      • Payload Formats - ??
      • Integrations - ??
      • Data - zobrazuje data, která dorazí z koncových zařízení do vaší TTN aplikace
      • Settings - nastavení TTN aplikace
    • sekce popisující TTN aplikaci (povšimněte si vygenerovaného App EUI a Access Keys), kde vpravo od názvu jsou ovládací prvky sekce

Registrace zařízení

metoda OTAA (doporučená)

1. otevřte CONSOLE a z přehledu aplikací vyberte tu, se kterou chcete zařízení spárovat. (Pokud žádnou nemáte, zaregistrujte si novou.)
2. klikněte na což otevře formulář, kde vyplníte:
3. Device ID - identifikátor koncového zařízen pro tuto aplikaci. Pozor - nelze jej později změnit, jen zařízení odstranit a zaregistrovat jako nové.
4. Device EUI - zapíšete údaj získaný z vašeho koncového zařízení
   • máte-li v úmyslu použít ABP metodu spojení, klikněte na, což povede k vygenerování EUI zařízení
5. Appilcation EUI a App Key ponechte beze změny a klikněte vpravo dole na zelené Register, čímž dojde k vytvoření a zobrazení správy zařízení. Zde vidíte :

• horní menu - viz. výše
• drobečkovou navigaci
• pruh akčních tlačítek
  • Overview - přechod na úvodní stránku správy zařízení (viz. obrázek vpravo)
  • Data - zobrazuje data, která dorazí z tohoto koncového zařízení do vaší TTL aplikace
  • Settings - nastavení zařízení
• sekci popisující zařízení (DEVICE OVERVIEW)

Přesný způsob připojení závisí na konkrétním koncovém zařízení. Rozhodně však budete potřebovat tyto tři údaje - EUI zařízení (Device EUI), EUI TTL aplikace (Appilcation EUI) a přístupový klíč TTL aplikace (App Key). Inspirovat se můžete u Microchip RN2483

metoda ABP

1. pro její aktivaci nejprve klikněte na "Setting" ve správě zařízení (obrázek vpravo) a v následném formuláři pak u položky Activation Method na přepínač ABP, čímž se místo položky "App Key" zobrazí Device Address, Network Session Key, App Session Key a Frame Counter Width, které všechny ponechte beze změny a potvrďte vpravo dole pomocí Save. Zobrazí se správa zařízení, kde sekce "DEVICE OVERVIEW" bude nyní vypadat jako na levém obrázku
2. I zde způsob připojení závisí na konkrétním zařízení. Tentokrát však budete potřebovat tuto trojici údajů - adresu zařízení (Device Addrress), klíč síťové relace (Network Session Key) a klíč aplikační relace (App Session Key), jak je vidět v návodu pro Microchip RN2483

[zdroj: https://www.thethingsnetwork.org/docs/devices/registration.html]

Správa aplikace

• přidání uživatele https://console.thethingsnetwork.org/applications/basetest/settings/collaborators

Pojmy

• ABP (Activation By Personalization) - je statický způsob navázání důvěryhodné spojení mezi koncovým zařízením a sítí, což obnáší pevné nastavení adresy zařízení a bezpečnostních klíčů. Pro úspěšnou realizaci v TTN je potřeba znát/zvolit adresu zařízení (DevAddr), klíč síťové relace a klíč aplikační relace. Využívá se spíše v rámci školení nebo pro speciální případy, praxi vládne OTAA.
• EUI (Extended Unique Identifier) - jedinečná identifikace hardware či software známá především z MAC adres
• OTAA (Over-The-Air Activation) - je dynamicky způsob navázání důvěryhodné spojení mezi koncovým zařízením a sítí vycházející z OTA metodik. V praxi je před ABP upřednostňován pro větší spolehlivost díky potvrzování aktivace a větší bezpečnosti v důsledku vyjednání nového klíče relace při každé aktivaci tj. zařízení iniciuje připojovací proceduru během níž mu je přiděla adresa DevAddr a jsou vyjednány bezpečnostní klíče. Pro úspěšnou realizaci v TTN je potřeba znát EUI zařízení, EUI aplikace , přístupový klíč aplikace [zdroj: https://www.thethingsnetwork.org/docs/lorawan/address-space.html]

Brána

• instalace

Registrace zařízení

1. bránu připojíme k LAN síti s DHCP serverem. Je nastavena tak, aby si sama "slízla" IP adresu. Následně se k bráně přihlásíme přes URL adresu, která se rovná přidělené adrese z DHCP. Uvítací obrazovka je mile strohá chce zadat jen potřebné údaje které obdržíte v návodu a následně si je samozřejmně můžete změnit. Vřele doporučuji neponechávat výchozí nastavení.
2. klikněte

• měření pokrytí signálem
  • nainstalujte si aplikaci TTN Mapper, která je dostupná pro:
    • Android
      • https://www.thethingsnetwork.org/labs/story/using-ttnmapper-on-android
    • iPhone
  • uvítací obrazovka nabádá k provázání se zařízením, což nejsnáze provedete kliknutím na "LINK DEVICE" a příhlášením do sítě - zelené tlačítko "LOG IN AND SELECT DEVICE" vyplněním EMAIL OR USERNAME, zadáním hesla do "PASSWORD" a potvrzením tlačítkem "Log in". Oprávnění aplikaci používat váš TTN účet udělíte tlačítkem "Authorize ttn-mapper".

Obecní brána

co třeba pro realizaci brány provozované obcí

• ..
• ..