Publicado el por Edison Del Rosario

1.2 LoRaWan - Gateway, gestión con Packet forwarder HTM01

Para el módulo HT-M01, el fabricante Heltec publicó una aplicación para gestionar los paquetes denominado packet-forwarder, encargada de reenviar los paquetes a un administrador de gateways.

Los datos recibidos por el módulo gateway son reenviados por SPI o el puerto USB hacia la red local o internet usando el aplicativo instalado en un Raspberry Pi.

En las pruebas con USB se encontró que para reiniciar el módulo HT-M01 es necesario presionar el botón Reset, mientras que en el modo SPI se podía realizar de forma remota, por lo que se prefiere configurar el modo SPI.

Activar interface SPI

En Raspberry OS la interface SPI requiere activarse para su uso con la siguiente instrucción:

sudo raspi-config

Que permite seleccionar de una ventana las opciones de interface

para luego activar SPI

Conexión mediante SPI

Las instrucciones paso a paso se describen más adelante, para la ultima instrucción hay que tener disponible la configuración de región. Para el caso de Ecuador es US915.

Cada instrucción se debe realizar en secuencia, el el penúltimo paso se obtiene el Gateway _id, que será usado para registrar el mini gateway en el servidor de red  y aplicaciones.

mkdir lora
cd lora
sudo apt-get update
sudo apt-get install git
git clone https://github.com/Lora-net/lora_gateway.git
# LoRa Gateway drivers
git clone https://github.com/Lora-net/packet_forwarder.git
# packet forwarding software
git clone https://github.com/HelTecAutomation/lorasdk.git

Nota 2026-03: En Raspbian OS se recomienda usar un nombre de usuario diferente de "pi", por lo que se deben ajustar las direcciones en las instrucciones al usuario en las ultimas instrucciones. 

En el directorio "lorasdk" Edite el archivo "install.sh" y "lrgateway.service" para evitar errores de donde se encuentra el archivo. Por ejemplo en install.sh, se editan las líneas con sudo nano install.sh

sudo sh ./reset_pkt_fwd.sh start local_conf.json
sudo cp -f ${dir}/reset_pkt_fwd.sh /home/pi/lora/packet_forwarder
sudo cp -f ${dir}/reset_pkt_fwd.sh /home/pi/lora/packet_forwarder/lora_pkt_fwd
sudo cp -f ${dir}/local_conf.json /home/pi/lora/packet_forwarder/lora_pkt_fwd

en el caso de "lrgateway.service", se editan las líneas con sudo nano lrgateway.service

[Service]
Restart=always
RestartSec=30
WorkingDirectory=/home/pi/lora/packet_forwarder/lora_pkt_fwd
ExecStartPre=/home/pi/lora/packet_forwarder/reset_pkt_fwd.sh start /home/pi/lora/packet_forwarder/lora_pkt_fwd/local_conf.json
ExecStart=/home/pi/lora/packet_forwarder/lora_pkt_fwd/lora_pkt_fwd
ExecStopPost=/home/pi/lora/packet_forwarder/reset_pkt_fwd.sh stop

actualizado los archivos, se puede continuar con las correcciones en los directorios:

# This package will create a "lrgateway" service in Raspberry Pi
cd /home/pi/lora/lora_gateway
make clean all
cd /home/pi/lora/packet_forwarder
make clean all
cd /home/pi/lora/lorasdk
chmod +x install.sh 
./install.sh
#Run the script. After the script is run, it will create a 
# service named "lrgateway". The purpose is to make the lora driver 
# and data forwarding program run automatically at startup.
sudo cp -f /home/pi/lora/lorasdk/global_conf_US915.json /home/pi/lora/packet_forwarder/lora_pkt_fwd/global_conf.json
#the "global_conf_US915.json" may need change to your need.

Cambios para Raspberry pi OS Trixie 2026-03

En la versión Bookworm y Trixie, las instrucciones para manejar GPIOs han migrado a pinctrl, por lo que se debe actualizar el archivo /lora/packet_forwarder/lora_pkt_fwd.sh

# Force bypassing auto update of Gateway_ID in JSON conf file
IOT_SK_GWID_UPDATE=true

# The reset pin of SX1301 is wired with RPi GPIO2
IOT_SK_SX1301_RESET_PIN=17

WAIT_GPIO() {
    sleep 1
}

iot_sk_init() {
    # setup GPIO 17
    echo "iot_sk_init "$IOT_SK_SX1301_RESET_PIN" ..." #> /sys/class/gpio/export; WAIT_GPIO

    # set GPIO 17 as output
    echo "out" #> /sys/class/gpio/gpio$IOT_SK_SX1301_RESET_PIN/direction; WAIT_GPIO

    # write output for SX1301 reset
    pinctrl set 17 op dh
    WAIT_GPIO
    pinctrl get 17
    echo "1" #> /sys/class/gpio/gpio$IOT_SK_SX1301_RESET_PIN/value; WAIT_GPIO
    pinctrl set 17 op dl
    pinctrl get 17
    WAIT_GPIO
    echo "0" #> /sys/class/gpio/gpio$IOT_SK_SX1301_RESET_PIN/value; WAIT_GPIO
    # set GPIO 17 as input
    pinctrl set 17 ip
    pinctrl get 17
    WAIT_GPIO
    echo "in" #> /sys/class/gpio/gpio$IOT_SK_SX1301_RESET_PIN/direction; WAIT_GPIO
}

iot_sk_term() {
    echo "iot_sk_term"
    # cleanup GPIO 17
    pinctrl get 17
    echo  " term reiniciando"
    if [ -d /sys/class/gpio/gpio$IOT_SK_SX1301_RESET_PIN ]
    then
        pinctrl get 17
        echo " iot_sk_term en if "$IOT_SK_SX1301_RESET_PIN" ..." #> /sys/class/gpio/unexport; WAIT_GPIO
    fi
}

Conexión al puerto USB

Las instrucciones son muy semejantes al proceso anterior, para la ultima instrucción hay que tener disponible la configuración de región. Para el caso de Ecuador es US915.

Cada instrucción se debe realizar en secuencia, el el penúltimo paso se obtiene el Gateway _id, que será usado para registrar el mini gateway en el servidor de red  y aplicaciones

Si el módulo fue instalado en el proceso anterior, no es necesario ejecutar esta sección

mkdir lora
cd lora
sudo apt-get update
sudo apt-get install git
git clone https://github.com/Lora-net/picoGW_hal.git
git clone https://github.com/Lora-net/picoGW_packet_forwarder.git
git clone https://github.com/HelTecAutomation/picolorasdk.git
cd /home/pi/lora/picoGW_hal
make clean all
cd /home/pi/lora/picoGW_packet_forwarder
make clean all
cd /home/pi/lora/picolorasdk
chmod +x install.sh
./install.sh
#Run this script will create a service named "lrgateway". The purpose is to make the lora driver and data forwarding program run automatically at startup.
sudo cp -f /home/pi/lora/picolorasdk/global_conf_US915.json /home/pi/lora/picoGW_packet_forwarder/lora_pkt_fwd/global_conf.json
#Put the configuration file on the specified path

Estado de Packet-forwarder

Las instrucciones de instalación se encuentran en:

HT-M01 Mini LoRa Gateway Quick Start. Heltec.org. Revisado Septiembre 2023

https://docs.heltec.org/en/gateway/ht-m01/quick_start.html#summary

Estado de la aplicación se obtiene con la instrucción:

sudo systemctl status lrgateway

obteniendo un mensaje semejante a:

pi@GirniLrGw1:~ $ sudo systemctl status lrgateway
● lrgateway.service - packet forwarder
   Loaded: loaded (/etc/systemd/system/lrgateway.service; enabled; vendor preset: enabled)
   Active: active (running) since Tue 2021-06-29 08:05:25 -05; 15min ago
  Process: 7763 ExecStartPre=/home/pi/lora/packet_forwarder/reset_pkt_fwd.sh start /home/pi/lora/pa
 Main PID: 7797 (lora_pkt_fwd)
    Tasks: 5 (limit: 2062)
   CGroup: /system.slice/lrgateway.service
           └─7797 /home/pi/lora/packet_forwarder/lora_pkt_fwd/lora_pkt_fwd

En caso de requerir reiniciar se cambia "status" por "restart".

sudo systemctl restart lrgateway

Archivos de Configuración de Packet_forwarder

Se crean dos archivos: "global" y "local" que son complementarios en el siguiente directorio:

cd
cd lora/packet_forwarder/lora_pkt_fwd 
ls

obteniendo el siguiente resultado

cfg  global_conf.json  inc  local_conf.json 
lora_pkt_fwd  Makefile  obj  readme.md  src 
update_gwid.sh

El archivo local contiene la identificación del gateway obtenida luego de ejecutar la línea ./install.sh del proceso anterior. El archivo global contiene la información de la región y las frecuencias usadas.

se editan los archivos con

sudo nano global_conf.json

sudo nano local_conf.json

Conexión a ChirpStack-gateway-bridge

El archivo "global_conf.json" se configura el servidor donde se encuentra el gateway-bridge usando el parámetro "server_address". Si se encuentra en el mismo Raspberry Pi que el Packet-forwarder se usa "localhost", sino con la dirección IP respectiva. También hay que actualizar los parámetros para el "gateway_ID" obtenido al final del proceso al instalar el packet-forwarder.

    "gateway_conf": {
        "gateway_ID": "3532363324003700",
        /* change with default server address/ports, or overwrite in local_conf.json */
        "server_address": "192.168.10.50",
        "serv_port_up": 1700,
        "serv_port_down": 1700,
        /* adjust the following parameters for your network */
        "keepalive_interval": 10,
        "stat_interval": 30,
        "push_timeout_ms": 100,
        /* forward only valid packets */
        "forward_crc_valid": true,
        "forward_crc_error": false,
        "forward_crc_disabled": false
    }

Conexión a TTN

El archivo "global_conf.json" se configura para un servidor TTN de la regíon, revisar los datos apropiador para "gateway_ID" y "server_address".

    "gateway_conf": {
        "gateway_ID": "3532363324003700",
        /* change with default server address/ports, or overwrite in local_conf.json */
        "server_address": "router.us.thethings.network",
        "serv_port_up": 1700,
        "serv_port_down": 1700,
        /* adjust the following parameters for your network */
        "keepalive_interval": 10,
        "stat_interval": 30,
        "push_timeout_ms": 100,
        /* forward only valid packets */
        "forward_crc_valid": true,
        "forward_crc_error": false,
        "forward_crc_disabled": false
    }

Referencia: https://www.chirpstack.io/gateway-bridge/install/debian/