Verbindung zum LoRaWAN-Netz

Aqua-Scope Geräte mit LoRaWAN-Funktion müssen mit ihren drei Schlüsseln bei einem LoRaWAN-Netzwerkbetreiber registriert sein, der den Standort des Gerätes funktechnisch abdeckt.

Die drei Schlüssel

Schlüssel	Beschreibung	Wo zu finden
Dev EUI	Öffentliche Geräte-ID	Auf dem Gerät als QR-Code und 16-stellige Zeichenkette
Join EUI	Netzwerk-ID	Identisch für alle Aqua-Scope Geräte (siehe unten)
Join Key	Privater Schlüssel	Über aqua-scope.com/lora abrufen

Join EUI (App EUI)

Der Join EUI ist bei allen Aqua-Scope LoRaWAN-Geräten identisch:

49 43 48 54 48 59 20 21

(ASCII: I C H T H Y S ! – Ichthys, altgriechisch für „Fisch", ist ein frühchristliches Symbol und passt als Akronym zum Wasserthema von Aqua-Scope.)

Schlüssel abrufen

Geben Sie den öffentlichen Device EUI Schlüssel und Ihre E-Mail-Adresse auf aqua-scope.com/lora ein, um den privaten Join Key zu erhalten.

Verbindung herstellen (JOIN)

Direkt nach dem Einlegen der Batterien oder Anstecken eines Netzteils versucht das Gerät, sich mit dem LoRaWAN-Netz zu verbinden.
Dabei blinken die LEDs. Nach ca. 25 Sekunden ist der JOIN-Prozess entweder erfolgreich oder wurde abgebrochen.
Bei Batteriebetrieb geht das Gerät bei Misserfolg sofort in den Schlafzustand.
Verliert der Sensor die Verbindung zum Server, erfolgt automatisch ein Rejoin.

tipp

Durch Drücken des Tasters wird immer eine LoRaWAN-Kommunikation ausgeführt, die auch zum Rejoin führt, wenn die Verbindung verloren gegangen ist.

Duty Cycle

Beachten Sie die Duty-Cycle-Regelung bei LoRaWAN. Zu schnelles Senden von Nachrichten oder Rejoins hintereinander wird vom LoRaWAN-Netz eventuell ignoriert.

Rejoin-Verhalten

Verliert ein Gerät die Verbindung zum LoRaWAN-Netz (z.B. durch Gateway-Ausfall oder Netzwerkwechsel), versucht es automatisch, sich erneut zu verbinden (Rejoin). Das genaue Verhalten hängt von der Gerätefamilie ab.

Geräte mit WLAN (LoRaWAN 1.0.2, PHY V1.0.2 REV B)

Betrifft: AQS, AQX, AQM, PRE Baureihen (Geräte mit zusätzlichem WLAN-Modul).

Diese Geräte verwenden LoRaWAN-Spezifikation 1.0.2 (PHY V1.0.2 REV B). Das Rejoin-Verhalten und weitere LoRaWAN-Einstellungen werden über Konfigurationsparameter 3 (LoRaWAN Register) gesteuert.

Konfigurationsparameter 3 – LoRaWAN Register

Standardwert: 0x0ffd

Untere 16 Bit (per LoRaWAN-Downlink 0x04 konfigurierbar):

Bit(s)	Maske	Feld	Standard	Beschreibung
0	`0x0001`	Class C	0	`0` = Class A, `1` = Class C
1	`0x0002`	ADR	0	`0` = aus, `1` = Adaptive Data Rate aktiviert
2	`0x0004`	Duty Cycle Control	0	`0` = aus, `1` = aktiviert
3	`0x0008`	—	—	Nicht verwendet
4–7	`0x00F0`	Join Retries	3	Anzahl der Rejoin-Versuche bei Verbindungsverlust
8–11	`0x0F00`	Confirmed Interval	10	Jede x-te Nachricht wird als Confirmed gesendet
12–15	`0xF000`	TX Power	7	Sendeleistung (0 = 0 dB, 7 = 14 dB, ≥11 = 22 dB)

Obere 16 Bit (nur per WLAN/seriell konfigurierbar):

Bit(s)	Maske	Feld	Beschreibung
16	`0x00010000`	Alarm Reporting	Alarm-Meldungen per LoRaWAN senden/löschen
17	`0x00020000`	Consumption Report	Verbrauchsmeldungen senden
18	`0x00040000`	Sensor Report	Sensorwerte periodisch senden
19	`0x00080000`	Config Report	Konfigurationsänderungen melden
20	`0x00100000`	Pipe-Check	Pipe-Check per LoRaWAN aktivieren
21	`0x00200000`	Periodic Config	Konfiguration periodisch berichten
22	`0x00400000`	Fixed Payload	Festes Payload-Format verwenden
25–31	—	Frequenzband	0=EU868, 1=US915, 2=AS923, 3=AU915, 4=CN779, 5=IN865, 6=KR920, 7=RU864

Geräte ohne WLAN (LoRaWAN 1.0.3)

Betrifft: FLO, CLP, BUT, DRY, BVS, KFR Baureihen (reine LoRaWAN-/LoRa-Geräte).

Diese Geräte verwenden LoRaWAN-Spezifikation 1.0.3 und basieren auf dem RAK3172-Modul von RAK Wireless. Die Rejoin-Strategie folgt der Implementierung von RAK Wireless – Details dazu finden sich im RAK3172 Datenblatt.

Nutzung im TTN-Netz

Alle Aqua-Scope LoRaWAN-Geräte können im The Things Network (TTN) betrieben werden. Die Geräte sind bereits im TTN Device-Repository hinterlegt und es wird beim Einrichten ein gültiger Payload-Decoder aktiviert.

Daisychain-Protokoll

Alle Aqua-Scope LoRaWAN-Geräte verwenden ein einheitliches Daisychain-Protokoll auf FPort=10. Mehrere Befehle können in einer einzelnen LoRaWAN-Nachricht hintereinander verkettet werden (bis maximal 51 Byte). Die Empfängerseite erkennt anhand der Befehls-ID und der definierten Länge, wo ein Befehl endet und der nächste beginnt.

Uplink-Befehle (Gerät → Netzwerk)

`0x03` – Hardware Version Report (4 Byte)

Wird beim Booten automatisch gesendet und als Antwort auf Downlink 0x03.

Byte	Feld	Beschreibung
0	`0x03`	Befehls-ID
1	`HW`	Hardware-Version
2	`CAP_MSB`	Capabilities Bitmap (High Byte)
3	`CAP_LSB`	Capabilities Bitmap (Low Byte)

`0x04` – Configuration Report (4 Byte)

Antwort auf Downlink 0x14 (Config Get) oder Bestätigung nach 0x04 (Config Set).

Byte	Feld	Beschreibung
0	`0x04`	Befehls-ID
1	`IDX`	Parameter-Index
2	`VAL_MSB`	Parameterwert (High Byte)
3	`VAL_LSB`	Parameterwert (Low Byte)

`0x06` – Sensor Report (4 oder 6 Byte)

Antwort auf Downlink 0x06 (Sensor Get) oder periodisch gesendet.

Byte	Feld	Beschreibung
0	`0x06`	Befehls-ID
1	`ID`	Sensortyp (siehe Sensortypen-Tabelle)
2	`VAL_MSB`	Sensorwert (High Byte)
3	`VAL_LSB`	Sensorwert (Low Byte)

Sonderfall Sensortyp 0x83 (Wasserzähler): 32-Bit-Wert über 4 Byte (6 Byte Gesamtlänge).

`0x0a` – Firmware Version Report (5 Byte)

Wird beim Booten automatisch gesendet.

Byte	Feld	Beschreibung
0	`0x0a`	Befehls-ID
1–4	`VER`	Firmware-Version als 32-Bit-Wert

`0x0b` – Alarm Report (5 Byte)

Wird bei Auslösung oder Aufhebung eines Alarms gesendet.

Byte	Feld	Beschreibung
0	`0x0b`	Befehls-ID
1	`STATE`	`0x01` = Alarm aktiv, `0x00` = Alarm beendet
2	`TYPE`	Alarmtyp-ID (gerätespezifisch, siehe Produkthandbuch)
3	`VAL_MSB`	Alarmwert High Byte (z.B. Temperatur, Druck)
4	`VAL_LSB`	Alarmwert Low Byte

`0x12` – Battery Report (4 Byte)

Byte	Feld	Beschreibung
0	`0x12`	Befehls-ID
1	`VOLT`	Batteriespannung in 100-mV-Schritten (z.B. `0x21` = 3,3 V)
2	`BAT_MSB`	Verbrauchte Kapazität in mAh (High Byte)
3	`BAT_LSB`	Verbrauchte Kapazität in mAh (Low Byte)

`0x16` – Druck-Statistik (9 Byte)

Periodischer Bericht mit Druckstatistiken (nur Drucksensoren).

Byte	Feld	Beschreibung
0	`0x16`	Befehls-ID
1–2	`PMIN`	Minimaler Druck im Intervall (mBar)
3–4	`PMAX`	Maximaler Druck im Intervall (mBar)
5–6	`PAVR`	Durchschnittlicher Druck (mBar)
7–8	`PDEV`	Standardabweichung (mBar)

`0x1a` – Extended Version Report (12 Byte)

Erweiterte Versionsinformation mit Status.

Byte	Feld	Beschreibung
0	`0x1a`	Befehls-ID
1–4	`STM_FW`	STM-Firmware-Version (32-Bit)
5–8	`MSP_FW`	MSP-Firmware-Version (32-Bit)
9	`STAT`	Gerätestatus
10–11	`CONF`	Systemkonfiguration (16-Bit)

Downlink-Befehle (Netzwerk → Gerät)

`0x03` – Hardware Version Get (1 Byte)

Byte	Feld	Beschreibung
0	`0x03`	Befehls-ID

Löst einen Uplink 0x03 (Hardware Version Report) aus.

`0x04` – Configuration Set (4 Byte)

Byte	Feld	Beschreibung
0	`0x04`	Befehls-ID
1	`IDX`	Parameter-Index (gerätespezifisch, siehe Produkthandbuch)
2	`VAL_MSB`	Neuer Parameterwert (High Byte)
3	`VAL_LSB`	Neuer Parameterwert (Low Byte)

Das Gerät bestätigt mit einem Uplink 0x04 (Configuration Report).

`0x06` – Sensor Get (2 Byte)

Byte	Feld	Beschreibung
0	`0x06`	Befehls-ID
1	`ID`	Gewünschter Sensortyp (siehe Sensortypen-Tabelle)

Löst einen Uplink 0x06 (Sensor Report) mit dem angefragten Wert aus.

`0x07` – Valve Position (2 Byte)

Byte	Feld	Beschreibung
0	`0x07`	Befehls-ID
1	`STATE`	`0x00` = Ventil schließen, `0x64` = Ventil öffnen

Nur bei Geräten mit Ventilsteuerung (BVS, KFR).

`0x0b` – Alarm Clear (2 Byte)

Byte	Feld	Beschreibung
0	`0x0b`	Befehls-ID
1	`TYPE`	Alarmtyp-ID, `0x00` = alle aktiven Alarme löschen

`0x14` – Configuration Get (2 Byte)

Byte	Feld	Beschreibung
0	`0x14`	Befehls-ID
1	`IDX`	Parameter-Index zum Auslesen

Löst einen Uplink 0x04 (Configuration Report) aus.

`0x17` – Valve Status Get (1 Byte)

Byte	Feld	Beschreibung
0	`0x17`	Befehls-ID

Löst einen Statusbericht mit aktuellem Ventilstatus aus.

Sensortypen (Uplink `0x06`)

ID	Sensor	Einheit	Beispiel
`0x01`	Temperatur	1/10 °C (Zweierkomplement)	`0x00CD` = 20,5 °C; `0xFFEA` = −2,2 °C
`0x02`	Luftfeuchtigkeit	%RH	`0x003C` = 60 %RH
`0x03`	Betriebszeit	Stunden	`0x0168` = 360 h
`0x10`	Wasserdruck	mBar	`0x0C80` = 3200 mBar
`0x11`	Wasserverbrauch	ml	—
`0x12`	Flow State	—	Durchflussstatus
`0x81`	Regenmenge	Kippvorgänge	—
`0x83`	Wasserzähler	Liter (32-Bit)	—

info

Welche Sensortypen, Konfigurationsparameter und Alarmtypen ein Gerät unterstützt, steht im jeweiligen Produkthandbuch.

Beispiel: Daisychain

Eine einzelne Uplink-Nachricht kann mehrere Befehle enthalten:

06 01 00 CD  06 03 00 A8  0b 01 01 00 01  12 21 03 E8
│            │            │               └─ Battery: 3.3V, 1000mAh
│            │            └─ Alarm: aktiv, Typ 1 (Flut), Wert 1
│            └─ Sensor: Uptime = 168 h
└─ Sensor: Temperatur = 20.5 °C

Die drei Schlüssel​

Join EUI (App EUI)​

Schlüssel abrufen​

Verbindung herstellen (JOIN)​

Rejoin-Verhalten​

Geräte mit WLAN (LoRaWAN 1.0.2, PHY V1.0.2 REV B)​

Konfigurationsparameter 3 – LoRaWAN Register​

Geräte ohne WLAN (LoRaWAN 1.0.3)​

Nutzung im TTN-Netz​

Daisychain-Protokoll​

Uplink-Befehle (Gerät → Netzwerk)​

0x03 – Hardware Version Report (4 Byte)​

0x04 – Configuration Report (4 Byte)​

0x06 – Sensor Report (4 oder 6 Byte)​

0x0a – Firmware Version Report (5 Byte)​

0x0b – Alarm Report (5 Byte)​

0x12 – Battery Report (4 Byte)​

0x16 – Druck-Statistik (9 Byte)​

0x1a – Extended Version Report (12 Byte)​

Downlink-Befehle (Netzwerk → Gerät)​

0x03 – Hardware Version Get (1 Byte)​

0x04 – Configuration Set (4 Byte)​

0x06 – Sensor Get (2 Byte)​

0x07 – Valve Position (2 Byte)​

0x0b – Alarm Clear (2 Byte)​

0x14 – Configuration Get (2 Byte)​

0x17 – Valve Status Get (1 Byte)​

Sensortypen (Uplink 0x06)​

Beispiel: Daisychain​