Was ist ChirpStack und welchen Funktionsumfang bietet es?

ChirpStack ist ein Open-Source-LoRaWAN®-Server für das Internet der Dinge (IoT), die eine skalierbare Infrastruktur für die Übertragung von Daten zwischen IoT-Geräten und Cloud-basierten Anwendungen bereitstellt. Die Open-Source-Software bietet eine vollständige IoT-Netzwerkstack-Implementierung, einschließlich Gerätemanagement, Netzwerkverwaltung, Datenverarbeitung und Anwendungsintegration. LoRaWAN® ist eine drahtlose Technologie, die speziell für das Internet der Dinge (IoT) entwickelt wurde. Sie ermöglicht die Übertragung von Daten über große Entfernungen hinweg und zeichnet sich durch ihre energiesparende Arbeitsweise aus. LoRaWAN® basiert auf dem LoRa®-Funksystem, das eine starke Durchdringungsfähigkeit hat und somit auch in schwierigen Umgebungen wie Städten oder Industrieanlagen zuverlässig arbeitet.

Mehreren Komponenten arbeiten zusammen, um eine umfassende IoT-Plattform bereitzustellen. Dazu gehören:

  • ChirpStack Network Server: Der Network Server ist das Herzstück und bietet ein zentrales System zur Verwaltung von LoRaWAN-Netzwerken. Der Network Server bietet Funktionen wie Geräteregistrierung, Netzwerkverwaltung, Datenverarbeitung und Fehlerbehebung.
  • ChirpStack Application Server: Der Application Server bietet eine benutzerfreundliche Web-Oberfläche zur Verwaltung von Anwendungen und LoRaWAN-Geräten. Mit dem Application Server können Benutzer Daten von IoT-Geräten empfangen und verarbeiten sowie Daten an Geräte senden.
  • ChirpStack Gateway Bridge: Die Gateway Bridge ist eine Middleware-Komponente, die Daten von IoT-Gateways empfängt und an den Network Server weiterleitet. Die Gateway Bridge unterstützt eine Vielzahl von Gateway-Protokollen, einschließlich MQTT und UDP.
  • ChirpStack Geolocation Server: Der Geolocation Server bietet eine Möglichkeit zur Bestimmung des Standorts von IoT-Geräten anhand von Netzwerkinformationen.

Zusammen bieten diese Komponenten einen umfassenden IoT-Stack, der Benutzern eine einfache Möglichkeit bietet, ihre IoT-Anwendungen zu implementieren und zu verwalten. Der IoT-Stack ist sehr flexibel und kann in verschiedenen Umgebungen und Anwendungen eingesetzt werden, darunter Smart City-Systeme, Agrarüberwachung, industrielle Automatisierung und vieles mehr.

LoRaWAN Netzwerk Struktur

Daten werden von Sensoren (bspw. Temperatur- oder Stromsensor) erfasst und in regelmäßigen Abständen an ein LoRaWAN-Gateway gesendet. Sobald das Datenpaket von mindestens einem Gateway empfangen wird, wird es an den ChirpStack Network Server weitergeleitet. Zum speichern der Daten benötigt das LoRaWAN-Netzwerk eine Datenbank, an den die empfangenen Daten weitergeleitet werden. Das LoRaWAN-Netzwerk selbst speichert keine Nutzdaten und ist lediglich für den Transport zuständig. Die Nutzdaten werden im Sensor zu einer Payload encodiert, welche nach der Übertragung im LoRaWAN-Netzwerk in der Regel wieder decodiert wird. Um die Daten aus den unterschiedlichsten LoRaWAN-Sensoren zu speichern, zu analysieren und zu visualisieren, muss man sich als Anwender im Vorfeld geeignete IT-Tools implementieren. Oder man setzte auf fertige IoT-Platform-Strukturen, die einem diese Arbeit abnehmen.

ChirpStack LoRaWAN-Server in der IT-Struktur mit dem BITMOTECOsystem
ChirpStack LoRaWAN-Server in der IT-Struktur mit dem BITMOTECOsystem

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