Recursos sobre The Things Network

Aquesta pàgina recull recursos online interessant sobre diferents aspectes relacionats amb The Things Network.

Donar-se d'alta a TheThingsNetwork.org

• Introducció a la consola de The Things Network (How To: The Things Network Console Introduction)

Configurar una passarel·la (gateway)

The Things Gateway

• Com activar una The Things Gateway How to: Activate The Things Network Gateway within 5 min
• Informació bàsica sobre The Things Gateway i preguntes TTN Gateway FAQ
• Fil sobre la TTN GW en general TTN Gateway Central
• Fil sobre la TTN GW en general (continuació) TTN Gateway Central

NOTA: Si durant el procés d'activació la gateway es reseteja continuament comprova que el mòdul del concentrador (la placa allargada a propo de l'antena) està ben introduit al sòcol miniPCIe.

Monitorització d'una passarel·la (gateway)

Amb Node-RED

Node-RED es un motor de fluxes especialment orientat a treballar amb IoT, que permet definir gràficament fluxes de serveis i que és compatible amb estàndards com REST, MQTT, Websocket, AMQP… a més, existeixen "nodes" de tercers que proporcionen integracions amb Twitter, Telegram, Pushover,... Està basat en NodeJS i té una interfície web. Pot executar-se en dispositus limitats com Raspberry o en allotjaments al núvol.

Aquest node et permet monitoritzar periòdicament les teves passarel·les i enviar una notificació a un chat de telegram quan es produeixi algun canvi d'estat.

https://flows.nodered.org/flow/c983777897c5b87f21a158fe5efc5e39

Amb python

Amb la mateixa lògica que el fluxe anterior per Node-RED també poder consultar l'estat de les nostres passarel·les amb un senzill script python:

config.py

# Gateways
GATEWAYS = [
    {'id':'eui-0000000000000001', 'name':'ttn-gw01',       'active':True},
    {'id':'eui-0000000000000002', 'name':'ttn-gw02',       'active':True},
]

# Mail notifications
MAIL_ENABLED = False
MAIL_SUBJECT = 'TTN GW Down'
MAIL_FROM = 'user@server.com'
MAIL_TO = 'user@server.com'

gw-monitor.py

import sys

## API stuff
import requests

## time, timestamp & epoch stuff
import time
import calendar
from dateutil.parser import parse as date_parse

## mail stuff
import smtplib
from email.mime.text import MIMEText
from email.mime.multipart import MIMEMultipart

## configuration
import config

## colored output
class bcolors:
    HEADER = '\033[95m'
    OKBLUE = '\033[94m'
    OKGREEN = '\033[92m'
    WARNING = '\033[93m'
    FAIL = '\033[91m'
    ENDC = '\033[0m'
    BOLD = '\033[1m'
    UNDERLINE = '\033[4m'

# Maximum ping time in seconds (3 minutes)
MAX_PING_TIME = 180

text = "\n\nSome GW is down, please take some action\n"

# API URLs are like http://noc.thethingsnetwork.org:8085/api/v2/gateways/eui-fcc23dfffe0f306c
url = 'http://noc.thethingsnetwork.org:8085/api/v2/gateways/'

def send_mail(text):

    print("Sending email alert:")
    print(text)

    msg = MIMEMultipart('alternative')
    msg.attach(MIMEText(text, 'plain'))
    msg['Subject'] = config.MAIL_SUBJECT
    msg['From'] = config.MAIL_FROM
    msg['To'] = config.MAIL_TO
    s = smtplib.SMTP('localhost')
    s.sendmail(msg['From'], msg['To'] , msg.as_string())
    s.quit()

# iterate over list of GWs
for gw in config.GATEWAYS:
    if gw['active']:
        urlGW = url + gw['id']
        resp = requests.get(url=urlGW)

        # If response code is OK (200) continue
        if resp.status_code == 200:
            data = resp.json()
            dt = date_parse( data['timestamp'] )
            epoch_gw = calendar.timegm(dt.timetuple())
            epoch_now = calendar.timegm(time.gmtime())
            delta_epoch = epoch_now - epoch_gw

            if delta_epoch > MAX_PING_TIME:
                print gw['name'] + " is " + bcolors.FAIL + "OFFLINE" + bcolors.ENDC + " for " + format(int(delta_epoch / 3600)) + " hours"
                text = text + gw['name'] + " is " + bcolors.FAIL + "OFFLINE" + bcolors.ENDC + " for " + format(int(delta_epoch / 3600)) + " hours"
                text = text + "\n"
                send_alert_email = True
            else:
                print gw['name'] + " is " + bcolors.OKGREEN + "ONLINE" + bcolors.ENDC
        else:
            print gw['name'] + bcolors.WARNING + " no status" + bcolors.ENDC

if config.MAIL_ENABLED:
    send_mail(text)

sys.exit()

Configurar un node (dispositu/sensor/mota)

Modes d'activació

Les comunicacions a TTN estan encriptades amb dues claus: la clau de xarxa (network session key o NWKSKEY) i la clau d'aplicació (application session key o APPSKEY). El node ha de conèixer aquestes dues claus per poder enviar un missatge fins a lpalicatiu final. Aquestes dues claus les pot saber d'avantmà (per que les codifiquem en el nostre programa) o les pot obtenir d'un procés de negociació amb el backend.

Si les sap d'avantmà el node fa servir un sistema d'activació anomenat ABP (Activation By Personalisation). És la forma més senzilla de connectar un node a la xarxa i també la més ràpida perquè no hi ha una comunicaciuó prèvia per negociar res. També, per tant, és la millor opció per estalviar energia. Per contra, en no haver comunicació prèvia, tampoc hi ha cap seguretat d'estar en una zona de cobertura sense fer ACKs. També, en cas que el codi o el node es perdin o es robin caldria reprogramar tota la resta de nodes de la mateixa aplicació per assegurar que ningú s'introdueix a la xarxa.

En el sistema OTAA (Over The Air Activation), el primer que fa el node és negociar amb el backend unes claus per la sessió. El node ha d'estar registrat prèviament al backend per que aquest validi que aquest té dret a connectar-se a la xarxa i li proporcioni unes claus exclusives per ell. És un sistema més complex i requereix d'un temps inicial per establir la comunicació, per contra és més segur ja que en cas de pèrdua només cal donar de baixa el node al backend.

• Com activar un The Things Uno (https://youtu.be/kqI78zkhaFQ How To: The Things Uno Part 1 - Activation)
• Com activar un The Things Node (https://youtu.be/tapK6EINx1k How To: The Things Node Activation)

Integracions

Persistir les dades a The Things Network

• Com configurar la consola per que emmagatzemi les dades durant un màxim de 30 dies i com recuperar-les (How to: Storage integration)

Obtenir les dades via MQTT

Fent servir Mosquitto

Mosquitto és un broker MQTT open source que ve acompanyat d'una sèrie d'eines per publicar i subscriure's a missatges des de la línia de comandes.

# Bash mosquitto client for TTN
# Uses mqsquitto_sub and jq:
#
# sudo apt install mosquitto-clients jq
#

USER="test"
PASS="ttn-account-v2.ALT..."

mosquitto_sub -h eu.thethings.network -u $USER -P $PASS -t "+/devices/+/up" | jq --unbuffered

Amb python

Aquest senzill script de python permet consultar les dades de qualsevol aplicació fent servir MQTT. Et caldrà configurar el ID de l'aplicatiu i una clau d'accés amb permissos per rebre els missatges.

# Simple Python client to show node activity from ttn MQTT brooker with credentials
# Author: R.Schimmel
# www.schimmel-bisolutions.nl
#
# pip install paho-mqtt

import sys
import json
from pygments import highlight, lexers, formatters
import paho.mqtt.client as mqtt

# configuration
app_id = "test"
access_key = "ttn-account-v2.ALT..."

# callback functions
def on_connect(client, userdata, flags, rc):
    print("Subscribing...")
    # subscribe for all devices of user
    client.subscribe('+/devices/+/up')

def on_subscribe(client, userdata, mid, granted_qos):
    print("Subscribed")

def on_message(client, userdata, msg):
    formatted_json = json.dumps(json.loads(msg.payload), indent=4)
    colorful_json = highlight(unicode(formatted_json, 'UTF-8'), lexers.JsonLexer(), formatters.TerminalFormatter())
    print(colorful_json)

client = mqtt.Client()
client.on_connect = on_connect
client.on_message = on_message
client.on_subscribe = on_subscribe
client.username_pw_set(app_id, access_key)

print("Connecting...")
client.connect("eu.thethings.network", 1883, 60)

# and listen to server
client.loop_forever()