Das Gateway

Ein Raspberry Pi, eine Konzentratorkarte und eine Antenne auf dem Dach — was daraus ein LoRaWAN-Gateway macht.

Mein LoRaWAN-Gateway ist keine fertige Kiste, sondern drei Bauteile, die sich einig werden müssen: ein kleiner Rechner, eine Funkkarte und eine Antenne, die weit genug oben hängt.

Was verbaut ist

Raspberry Pi 3B+ — der Rechner. Er macht das Funken nicht selbst; er nimmt entgegen, was die Funkkarte empfängt, und schickt es weiter. Dafür reicht diese Baugrösse, und sie zieht wenig Strom, was zählt, wenn ein Gerät Jahre am Stück läuft.

IMST iC880A — die Konzentratorkarte, 868 MHz, angebunden über SPI. Sie ist das eigentliche Funkteil und der Grund, warum ein Gateway mehr kann als ein einzelner Funkchip: Sie hört acht Kanäle gleichzeitig ab, und gleichzeitig auf allen Spreizfaktoren. Ein Sensor, der irgendwo im Feld sendet, muss sich also mit niemandem abstimmen — das Gateway hört ihn einfach.

ch2i-Adapterplatine — die Verbindung zwischen beiden. Sie ist nicht zwingend nötig, aber sie erspart das Löten fliegender Drähte und bringt Dinge mit, die im Betrieb sehr nützlich sind:

• vier LEDs, die den Zustand zeigen, ohne dass man sich anmelden muss
• ein 1,3"-OLED, das Adresse, Zustand und Zähler anzeigt
• BME280 für Temperatur, Luftfeuchte und Luftdruck im Gehäuse
• einen 1-Wire-Temperatursensor für die Gehäusewärme
• einen Reset-Taster

Externe Aussenantenne. Der Teil, der am meisten bringt und am wenigsten kostet. Bei LoRaWAN entscheidet die Höhe mehr als die Sendeleistung: Ein Gateway mit gutem Blick hört Geräte über Kilometer, dasselbe Gateway im Regal hört den Nachbarn.

Warum diese Zusammenstellung

Sie ist die am besten dokumentierte, die es für den Eigenbau gibt. Die Kombination aus Raspberry Pi und iC880A ist seit Jahren das, worauf sich Anleitungen, Gehäuse und Installationsskripte beziehen — und wenn etwas klemmt, hat es jemand vor einem schon gehabt.

Der Preis dafür: Es ist ein Bausatz, kein Gerät. Was hier steht, läuft, weil jemand es zusammengesetzt hat und weiterhin nachsieht.

Was es nicht ist

Das Gateway ist kein Netz. Es ist eine Antenne mit Internetanschluss: Es hört Funkpakete und reicht sie weiter an die Netzwerkserver, die entscheiden, wohin sie gehören. Es kennt die Geräte nicht, entschlüsselt nichts und speichert nichts — mehr dazu unter LoRaWAN erklärt.

An wen es weitergibt

Nicht an einen Netzwerkserver, sondern an mehr als vier fremde gleichzeitig — darunter The Things Network V3. Wer die übrigen sind, gehört nicht auf diese Seite; es sind Netze, die vom Standort etwas haben.

Für das Gateway ist das kein Mehraufwand. Dasselbe empfangene Paket geht an jeden eingetragenen Server, und jeder sieht für sich nach, ob eines seiner Geräte gemeint war. Wer nichts damit anfangen kann, verwirft es — lesen kann es ohnehin nur, wer den Schlüssel hat, und der liegt nie hier.

Diese Zahl ist der Grund für die Wahl des Packet Forwarders: Der vorherige konnte höchstens vier Server bedienen. Mehr dazu unter Software.