Advantech 工业级 LoRaWAN 无线输入/输出模块 WISE-4610 入门

DigiKey 电子百科
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概述

本文介绍工业级 LoRaWAN 无线输入/输出模块 WISE-4610P-NA，基于 S617T 插件 I/O，如何检查其属性與功能，如何配置并将其添加到 The Things Stack 私有 LoRaWAN 网络。作为设置的一部分，Advantech 的 WISE Studio 软件实用程序将用于配置，和通过 USB 与 WISE-4610 通信。

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硬件

软件

  • Advantech WISE Studio
    WISE-Studio 是配置 WISE 模块的工具。该软件提供了一个基于 web 的界面，对于不同的型号是相似的。对于通过以太网、LAN 或 WLAN 配置的 WISE 模块，WISE-Studio 可以与 WISE 模块的内部 web 服务器通信。对于通过 USB 配置的模块，WISE-Studio 在安装了该软件的计算机上执行 web 服务器。web 服务器通过 USB 接口与 WISE 模块通信。

  • The Things Stack
    是一个企业级 LoRaWAN 网络服务器，建立在开源核心之上。The Things Stack 允许你在自己的硬件或云中构建和管理 LoRaWAN 网络。

背景和拆箱

Advantech 的 WISE-4610 有多个输入/输出选项，以插件模块的形式连接到4610的基础。输入/输出选项包括模拟输入(电流或电压)，数字输入/输出，RS-485和开关输出电压。本项目使用的硬件包括WISE-4610P-NA和WISE-S617T模块。
打开 WISE-4610P-NA，可以看到 WISE-4610, 868/915 MHz天线，DIN安装底座和用于固定插入式输入/输出模块的螺丝，如下图所示。

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打开 WISE-S617T 模块，可以看到插件模块和 S617 贴纸(描述 S617T 输入/输出类型)，用于连接到WISE-4610。

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S617T 包括 2个模拟输入，2个数字输入，1个数字输出，2个功率输出，1个 RS-485 输入输出。pinout和输入/输出的详细信息，如下面的输入/输出螺丝端子连接器图片和示意图所示。

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模拟输入可根据跳线 CN6 和 CN7 设置配置为电压或电流(默认设置为AI1和AI2输入上的电压)。跳线位于 S617T 模块中，如下所示。

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将 S617T 结节插入 WISE-4610 的底座，并使用所提供的螺丝进行固定。

WISE-Studio 软件实用程序设置

WISE-Studio 是一个用于配置 WISE 模块的工具(该实用程序可以从 WISE Studio 下载)。该工具提供了一个基于 web 的界面，该界面在多个 WISE 模型之间类似。对于通过以太网、LAN 或 WLAN 配置的模块，WISE-Studio 支持与 WISE 模块的内部 web 服务器通信。对于通过U SB配 置的模块(如 WISE-4610)， WISE-Studio在安装了软件的计算机上执行web服务器。web服务器通过USB接口与WISE模块通信。模块信息可通过嵌入式网页或web浏览器访问。

1 — 从https://www.silabs.com/developers/usb-to-uart-bridge-vcp-drivers下载并安装 USB 驱动程序。

2 - 从 http://support.advantech.com/ 下载并安装 WISE Studio。

3 - 为模块供电，将直流电源连接到+ v和- v引脚。

4 - 通过microrousb端口将模块连接到计算机上。

5 - 打开WISE Studio实用程序，在Serial Port上选择Go To Configuration 。然后选择合适的COM端口并单击连接。

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一旦PC机连接到 WISE-4610，你可以进入信息页面查看模块，LoRa，产品和电源状态的详细信息。其他页面包括设置4610时使用的配置，I/O 状态 和高级。配置 WISE-4610 的详细信息请，参见 WISE-4610 用户手册。

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硬件设置

本项目采用 24V DIN 导轨电源为 WISE-4610 供电，USB 电缆连接到运行 WISE Studio 的 PC 机。下面的原理图说明了如何实现设置，并包括带有 DigiKey 部件编号的BOM (参见 Scheme-it Advantech WISE4610项目)。
注意: USB 连接到 PC 仅在配置 WISE-4610 期间使用。

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确定WISE-4610 LoRa 产品 EUI、App EUI 和 App KEY 值

WISE-4610 的产品 EUI，App EUI 和 App KEY 可以通过导航到配置页面的 RF 模块选项卡在 WISE Studio 中找到。
注意:当将 4610 添加到 The Things StackLoRaWAN 网络时，将需要这些 LoRa 参数。

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将 WISE-4610 输入/输出控制器添加到 The Things Stack LoRaWAN 网络服务器中

The Things Stack 是一个企业级 LoRaWAN 网络服务器，建立在开源核心之上。The Things Stack 允许你在自己的硬件或云中构建和管理 LoRaWAN 网络。WISE-4610 将被添加到 The Things Stack 服务器中，以便 LoRaWAN 服务器可以接收 4610 的输入/输出数据负载。由于 4610 数据有效负载由多字符串组成，因此需要使用自定义 Javascript 有效负载解析器对其进行解码，以获得各种模拟 /数字输入/输出和 RS-485 数据参数值。Advantech 已经开发并提供了一个通用的 WISE Javascript 有效负载解析器，需要修改才能与 The Things Stack 一起工作。
这个项目和下面的步骤假设一个 The Things Stack LoRaWAN 服务器正在运行，并且可以将产品添加到它的网络中。

1 - 第一步是以管理员身份登录到 The Things Stack 服务器。

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2 - 选择“Applications”并打开应用程序，将 WISE-4610 添加为终端产品(对于本项目示例，将使用farm1)。

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3 - 在应用 ID “farm1” 中选择 + Add end device 。

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4 - 在Register end device 屏幕中，选择 “Register manually”（手动注册）
对于Frequency plan ，选择 “United States 902-928 MHz FSB 2(used by TTN)”
对于LoRaWAN version ，选择 “LoRaWAN Specification 1.0.2”
对于Regional Parameters version 选择“RP001 Regional Parameters 1.0.2”，
在上述 WISE Studio 中的 RF 模块屏幕，输入 DevEUI, AppEUI 和 Appkey参数。
输入所有数据参数后，选择 Register end device 以完成WISE-4610的注册。

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5 - 接下来，需要在事物堆栈中设置有效载荷解码器来解码从 4610 发送的参数值。Advantech 提供了一个参考 Javascript 有效负载解析器，用于第三方 LoRaWAN 网关，该网关经过修改，可以与事物堆栈一起使用。解码器和所做修改的信息可以在 github 上找到: LoRaWAN/WISE4610 at main · eewiki/LoRaWAN · GitHub .

6 - 要在事物堆栈中设置有效载荷解码器，请转到 WISE-4610 的终端产品屏幕(终端产品按eui ID列出)。选择Payload Formatters 选项卡。在格式化器类型下选择“自定义Javascript格式化器”。复制Javascript代码在github链接LoRaWAN/WISE4610/WiseParserV1_6_8_TTNmod.js at main · eewiki/LoRaWAN · GitHub 和粘贴在格式化器代码窗口，然后选择保存更改。

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7 - 审查 WISE**-4610 活动的LoRaWAN消息。一旦有效载荷解码器被保存，解码后的有效载荷消息将在Live Data** 选项卡中可见。

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解码后的有效载荷示例如下:

"received_at": "2023-04-04T18:45:13.139889859Z",
"uplink_message": {
  "session_key_id": "AYcT4+JJKoHLe7tygE7ZnA==",
  "f_port": 1,
  "f_cnt": 3843,
  "frm_payload": "gQM3AAcHAgAAAAAAAAcnAgAAAAAANAofIACAAAD//+5+NAo/IP9/AADXj/1/EAIBAGAHFgNUMHAsZJw=",
  "decoded_payload": {
    "AI0": {
      "Event": 0,
      "MaxVal": 65535,
      "MinVal": 32494,
      "Range": 4,
      "Raw Data": 32768,
      "status": {
        "High Alarm": 0,
        "Low Alarm": 0
      }
    },
    "AI1": {
      "Event": 0,
      "MaxVal": 36823,
      "MinVal": 32765,
      "Range": 4,
      "Raw Data": 32767,
      "status": {
        "High Alarm": 0,
        "Low Alarm": 0
      }
    },
    "DI0": {
      "mode": 0,
      "status": {
        "DI Change": 0,
        "Get/Clean Counter Overflow": 0,
        "Get/Clean H2L Latch": 0,
        "Get/Clean L2H Latch": 0,
        "Signal Logic": 0,
        "Start Counter": 1
      },
      "value": 0
    },
    "DI1": {
      "mode": 0,
      "status": {
        "DI Change": 0,
        "Get/Clean Counter Overflow": 0,
        "Get/Clean H2L Latch": 0,
        "Get/Clean L2H Latch": 0,
        "Signal Logic": 0,
        "Start Counter": 1
      },
      "value": 0
    },
    "DO0": {
      "Mode": "DO",
      "status": {
        "DO Change": 0,
        "Pulse Output Continue": 0,
        "Signal Logic": 0
      }
    },
    "Device": {
      "BatteryLevel": 84,
      "PowerSrc": 3,
      "Time": 1680633904
    },
    "SequenceNumber": 3,
    "SourceAddress": null,
    "TotalLength": 55
  },

添加应用程序和集成

一旦 WISE-4610 配置完成并添加到 The Things Stack LoRaWAN 网络服务器，就可以通过添加应用程序和集成对从 WISE-4610 上行/下行的数据进行操作和/或可视化。可以实现许多选项，包括 MQTT, Node-RED, IFTTT, Cloud 等。更多信息可在 https://www.thethingsindustries.com/docs/integrations/找到。

结论

Advantech WISE-4610P-NA 与 S617T 输入/输出模块配对，提供多个输入/输出数据能力，用于LoRaWAN 上的数字/模拟信号和RS-485产品的传感和控制。在 The Things Stack 或其他 LoRaWAN 网络服务器中拥有可用的数据，通过在网络服务器中或向网络服务器中实现/添加应用程序和集成，提供了对数据进行可视化和操作的机会。

参考文献