LoRa是一種極富吸引力的通信解決方案,主要用于物聯(lián)網(wǎng)和工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用。它是一種遠(yuǎn)距離、低功耗的無線通信系統(tǒng),能夠可靠地傳輸少量數(shù)據(jù)。
LoRa設(shè)備是基于LoRaWAN協(xié)議構(gòu)建的,每個設(shè)備都需要具有獨特的ID(稱為DevEUI)和安全主密鑰(稱為AppKey)。
基于AppKey,可以派生出用于數(shù)據(jù)完整性和真實性驗證的“網(wǎng)絡(luò)會話密鑰”(使用此密鑰對數(shù)據(jù)進(jìn)行簽名),以及用于保密的“應(yīng)用會話密鑰”(使用此密鑰對數(shù)據(jù)進(jìn)行加密)。
每個設(shè)備的安全密鑰和標(biāo)識符都是唯一的,并且通常在設(shè)備制造過程中事先配置好(存儲在設(shè)備的永久存儲器和Join服務(wù)器上)。
然而,這種解決方案存在一些成本和靈活性方面的問題。我們將向您展示NFC動態(tài)標(biāo)簽的雙向通信功能如何在運行時對設(shè)備進(jìn)行配置,從而簡化制造流程。
將LoRa設(shè)備接入網(wǎng)關(guān)或網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器的傳統(tǒng)方法
通常需要在產(chǎn)品上添加一個二維(QR)碼,顯示出DevEUI和JoinEUI標(biāo)識符(安全密鑰是保密的)。
用戶購買設(shè)備后,必須安裝由制造商提供的經(jīng)過認(rèn)證的Android/iOS移動應(yīng)用程序。然后,應(yīng)用程序會要求用戶掃描LoRa設(shè)備上的二維碼。
接下來,應(yīng)用程序?qū)⑹褂肑oinEUI參數(shù)與Join網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行通信,以識別要通信的正確的Join服務(wù)器。Join服務(wù)器獲得與此DevEUI關(guān)聯(lián)的AppKey,并將AppKey傳播到網(wǎng)絡(luò)和應(yīng)用服務(wù)器。網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器將基于AppKey推導(dǎo)出網(wǎng)絡(luò)會話密鑰;而應(yīng)用服務(wù)器將基于AppKey推導(dǎo)出應(yīng)用會話密鑰。
之后,LoRa設(shè)備會與LoRa網(wǎng)關(guān)通信,并執(zhí)行無線激活 (OTAA)。激活后,新設(shè)備就會連接到LoRa網(wǎng)絡(luò)并開始通信。
簡化接入過程并提高其成本效益,從而改進(jìn)用戶體驗

此方法需要采用一個內(nèi)置ST25DV64KC動態(tài)NFC標(biāo)簽的LoRa設(shè)備,幫助連接到支持LoRa調(diào)制的超低功耗無線STM32WL5 MCU。
首先,使用支持NFC的智能手機運行LoRa配置應(yīng)用程序并輕觸LoRa設(shè)備,獲取設(shè)備的唯一標(biāo)識符 (DevEUI),并在LoRaWAN網(wǎng)絡(luò)上注冊該設(shè)備。
然后,LoRaWAN服務(wù)器將唯一主密鑰 (AppKey) 發(fā)送回移動應(yīng)用程序,該應(yīng)用程序?qū)⑵?a target="_blank">編程到LoRa設(shè)備的NVM中。接下來,LoRa設(shè)備將能夠與LoRa網(wǎng)關(guān)通信,執(zhí)行無線激活 (OTAA)。激活后,新設(shè)備就會連接到LoRa網(wǎng)絡(luò)。
配置方案比較
| 配置方案 | 配置時間 | 約束條件 | 成本 |
|---|---|---|---|
| 二維碼 | 工廠 | 固定密鑰、使用HSM存儲密鑰 | $$$ |
|
Bluetooth Low Energy |
現(xiàn)場 | 藍(lán)牙堆棧(硬件和軟件) | $$ |
| NFC | 現(xiàn)場 | 設(shè)備在出廠時仍為通用設(shè)備 | $ |
性能優(yōu)勢
成本優(yōu)勢
NFC配置方法更為靈活,比其他方法更具成本效益
NFC支持自動安裝移動應(yīng)用程序(Android、iOS)
支持在安裝時注冊GPS位置
由最終用戶完成密鑰配置,簡化了工業(yè)化流程
得益于無接觸接口,支持最終產(chǎn)品采用封閉式外殼(例如燃?xì)獗恚?/p>
可向服務(wù)工程師提供設(shè)備日志,從而提高可見性
NFC可用于更多應(yīng)用場合:診斷、配置、固件升級等
生產(chǎn)線末端無需再進(jìn)行密鑰配置(節(jié)省成本)
無需使用HSM來存儲與生產(chǎn)的所有LoRa設(shè)備相關(guān)的密鑰
可在產(chǎn)品生命周期中更新配置的密鑰,以便在其他LoRa網(wǎng)絡(luò)中重復(fù)使用同一設(shè)備
認(rèn)證
產(chǎn)品獲得NFC Forum認(rèn)證 (ST25DV64KC) -> 保證與手機的互操作性
核心產(chǎn)品
| 產(chǎn)品型號 | 描述 |
|---|---|
| ST25DV64KC | 具有64-Kbit EEPROM和快速傳輸模式能力的動態(tài)NFC/RFID標(biāo)簽芯片 |
| STM32WL54CC | Sub-GHz無線微控制器。雙核Arm Cortex-M4/M0+,工作頻率48 MHz,具有256 KB Flash存儲器和64KB SRAM。(G)FSK、(G)MSK和BPSK調(diào)制。AES 256位。多協(xié)議片上系統(tǒng) |
| STM32WL54JC | Sub-GHz無線微控制器。雙核Arm Cortex-M4/M0+,工作頻率48 MHz,具有256 KB Flash存儲器和64KB SRAM。(G)FSK、(G)MSK和BPSK調(diào)制。AES 256位。多協(xié)議片上系統(tǒng) |
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原文標(biāo)題:通過 NFC 輕松配置LoRa
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