基於ST 意法半導體ST25DV64KC NFC 的LoRa 配置解決方案

LoRa是一種面向IoT和IIoT應用頗具吸引力的通信解決方案；它是一種遠距離低功耗的無線通信系統，可以長距離傳輸少量數據。LoRa設備基於LoRaWAN協議構建，每台設備均需要具備唯一的ID（稱為DevEUI）和唯一的安全主密鑰（稱為AppKey）。基於AppKey，可派生出一個用於完整性和真實性驗證的“網絡會話密鑰”（使用此密鑰對數據進行簽名）以及一個用於保密的“應用會話密鑰”（使用此密鑰加密數據）。

每台設備的安全密鑰和標識符都是唯一的，並且通常在設備激活前的設備製造過程中預先配置（存儲在設備的永久性存儲器以及Join服務器上）。該解決方案會產生成本並缺乏靈活性。當前的解決方案展示了NFC動態標籤的雙向通信功能如何在運行時對設備進行配置，從而簡化製造流程。

將LoRa設備接入網關或網絡服務器的傳統方法

通常需要在產品上添加一個二維（QR）碼，它顯示出DevEUI和JoinEUI標識符（安全密鑰是保密的）。

用戶購買設備後，必須安裝由製造商提供的經過認證的Android/iOS移動應用程序。然後，應用程序會要求用戶掃描LoRa設備上的二維碼。

接下來，應用程序將使用JoinEUI參數與Join網絡進行通信，以識別要通信的正確的Join服務器。Join服務器獲得與此DevEUI關聯的AppKey，並將AppKey傳播到網絡和應用服務器。網絡服務器將基於AppKey推導出網絡會話密鑰；而應用服務器將基於AppKey推導出應用會話密鑰。

之後，LoRa設備會與LoRa網關通信，並執行無線激活 (OTAA)。激活後，新設備就會連接到LoRa網絡並開始通信。

簡化接入過程並提高其成本效益，從而改進用戶體驗

此方法需要採用一個內置ST25DV64KC動態NFC標籤的LoRa設備，幫助連接到支持LoRa®調製的超低功耗無線STM32WL5 MCU。

首先，使用支持NFC的智慧型手機運行LoRa配置應用程序並輕觸LoRa設備，獲取設備的唯一標識符 (DevEUI)，並在LoRaWAN網絡上註冊該設備。

然後，LoRaWAN服務器將唯一主密鑰 (AppKey) 發送回移動應用程序，該應用程序將其編程到LoRa設備的NVM中。接下來，LoRa設備將能夠與LoRa網關通信，執行無線激活 (OTAA)。激活後，新設備就會連接到LoRa網絡。

配置方法	配置時間	約束條件/備註	成本
二維碼	在工廠	固定密鑰 使用HSM存儲密鑰	$$$
Bluetooth® Low Energy	在現場	藍牙堆棧（硬體和軟體）	$$
NFC	在現場	設備在出廠時仍為通用設備	$

解決方案基於STM32開放開發環境，該開發環境為開發創新型應用提供了一種開放、靈活、簡單且經濟的方式。評估套件支持使用先進的元器件快速建立原型，並快速轉換為最終設計。

STM32WL Nucleo-64開發板 (NUCLEO-WL55JC) 基於超低功耗無線STM32WL5 MCU構建，通過USB集成了一個調試器/編程器接口。開發板具有一組靈活的Arduino連接器，可以輕鬆連接到基於ST25DV64KC NFC Type V標籤的動態NFC/RFID標籤IC擴展板 (X-NUCLEO-NFC07A1)。

在我們的STM32WL固件包 (STSW-ST25DV010) 中，提供了一整套軟體組件和現成的示例代碼。此外，還提供了用於實現LoRa配置 (STSW-ST25010) 的用戶友好型移動應用程序以及MQTT客戶端 (STSW-ST25011)，從而利用The Things Network的LoRaWAN®基礎設施來監控設備性能，提供診斷信息等。

在此套件設置中，由安裝在STM32WL Nucleo板上的NFC擴展板 (X-NUCLEO-NFC07A1) 代表LoRa設備。同時，還提供了一款雙層天線參考板 (ANT7-T-25DV64KC) 以便於原型設計，該天線參考板適用於具有增強型I²C有線接口的ST25DV64KC動態NFC標籤。

首先，使用支持NFC的智慧型手機運行LoRa配置應用程序 (STSW-ST25010) 並輕觸LoRa設備，獲取設備的唯一標識符，然後按照螢幕上的說明在LoRaWAN網絡上註冊該設備

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