电子产品世界

LoRa是一种面向IoT和IIoT应用颇具吸引力的通信解决方案；它是一种远距离低功耗的无线通信系统，可以长距离传输少量数据。LoRa设备基于LoRaWAN协议构建，每台设备均需要具备唯一的ID（称为DevEUI）和唯一的安全主密钥（称为AppKey）。基于AppKey，可派生出一个用于完整性和真实性验证的“网络会话密钥”（使用此密钥对数据进行签名）以及一个用于保密的“应用会话密钥”（使用此密钥加密数据）。

每台设备的安全密钥和标识符都是唯一的，并且通常在设备激活前的设备制造过程中预先配置（存储在设备的永久性存储器以及Join服务器上）。该解决方案会产生成本并缺乏灵活性。当前的解决方案展示了NFC动态标签的双向通信功能如何在运行时对设备进行配置，从而简化制造流程。

将LoRa设备接入网关或网络服务器的传统方法

通常需要在产品上添加一个二维（QR）码，它显示出DevEUI和JoinEUI标识符（安全密钥是保密的）。

用户购买设备后，必须安装由制造商提供的经过认证的Android/iOS移动应用程序。然后，应用程序会要求用户扫描LoRa设备上的二维码。

接下来，应用程序将使用JoinEUI参数与Join网络进行通信，以识别要通信的正确的Join服务器。Join服务器获得与此DevEUI关联的AppKey，并将AppKey传播到网络和应用服务器。网络服务器将基于AppKey推导出网络会话密钥；而应用服务器将基于AppKey推导出应用会话密钥。

之后，LoRa设备会与LoRa网关通信，并执行无线激活 (OTAA)。激活后，新设备就会连接到LoRa网络并开始通信。

简化接入过程并提高其成本效益，从而改进用户体验

此方法需要采用一个内置ST25DV64KC动态NFC标签的LoRa设备，帮助连接到支持LoRa®调制的超低功耗无线STM32WL5 MCU。

首先，使用支持NFC的智能手机运行LoRa配置应用程序并轻触LoRa设备，获取设备的唯一标识符 (DevEUI)，并在LoRaWAN网络上注册该设备。

然后，LoRaWAN服务器将唯一主密钥 (AppKey) 发送回移动应用程序，该应用程序将其编程到LoRa设备的NVM中。接下来，LoRa设备将能够与LoRa网关通信，执行无线激活 (OTAA)。激活后，新设备就会连接到LoRa网络。

解决方案基于STM32开放开发环境，该开发环境为开发创新型应用提供了一种开放、灵活、简单且经济的方式。评估套件支持使用先进的元器件快速建立原型，并快速转换为最终设计。

STM32WL Nucleo-64开发板 (NUCLEO-WL55JC) 基于超低功耗无线STM32WL5 MCU构建，通过USB集成了一个调试器/编程器接口。开发板具有一组灵活的Arduino连接器，可以轻松连接到基于ST25DV64KC NFC Type V标签的动态NFC/RFID标签IC扩展板 (X-NUCLEO-NFC07A1)。

在我们的STM32WL固件包 (STSW-ST25DV010) 中，提供了一整套软件组件和现成的示例代码。此外，还提供了用于实现LoRa配置 (STSW-ST25010) 的用户友好型移动应用程序以及MQTT客户端 (STSW-ST25011)，从而利用The Things Network的LoRaWAN®基础设施来监控设备性能，提供诊断信息等。

在此套件设置中，由安装在STM32WL Nucleo板上的NFC扩展板 (X-NUCLEO-NFC07A1) 代表LoRa设备。同时，还提供了一款双层天线参考板 (ANT7-T-25DV64KC) 以便于原型设计，该天线参考板适用于具有增强型I²C有线接口的ST25DV64KC动态NFC标签。

首先，使用支持NFC的智能手机运行LoRa配置应用程序 (STSW-ST25010) 并轻触LoRa设备，获取设备的唯一标识符，然后按照屏幕上的说明在LoRaWAN网络上注册该设备

获取软件

►场景应用图

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►展示板照片

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►方案方块图

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►核心技术优势

1.带有I²C接口的ST25DV64KC 动态NFC 标签 2.采用ST25动态NFC标签来通过NFC建立安全传输通道，最终用户进行配置时更为方便，采用ST25动态NFC标签提高了灵活性（可在现场进行配置）支持快速传输模式，可提高配置速度 3.STM32WL5 MCU - 双核，多调制无线MCU，支持LoRa®调制的超低功耗MCU 接收灵敏度：LoRa®通信为-148 dBm（频率为10.4 kHz时，扩频因子为12） 性能优势 1.NFC配置方法更为灵活，比其他方法更具成本效益 2.NFC支持自动安装移动应用程序（Android、iOS） 3.支持在安装时注册GPS位置 4.由最终用户完成密钥配置，简化了工业化流程 5.得益于无接触接口，支持最终产品采用封闭式外壳（例如燃气表） 6.可向服务工程师提供设备日志，从而提高可见性 7.NFC可用于更多应用场合：诊断、配置、固件升级等 成本优势 1.生产线末端无需再进行密钥配置（节省成本） 2.无需使用HSM来存储与生产的所有LoRa设备相关的密钥 3.可以在产品生命周期中更新配置的密钥，以便在其他LoRa网络中重复使用同一设备认证 4.产品获得NFC Forum认证 (ST25DV64KC) -> 保证与手机的互操作性

►方案规格

1.基于ST25DV64KC的动态NFC/RFID标签 IC扩展板 (X-NUCLEO-NFC07A1)，适用于STM32 Nucleo开发板 2.基于ST25DV64KC动态NFC/RFID标签，易于使用的扩展板 3.最多64 Kbit存储容量，支持NDEF 4.适用于ST25DV64KC的全面且免费的开发固件库和示例，兼容STM32Cube固件 5.超低功耗无线STM32WL5 MCU开发板 (NUCLEO-WL55JC)，为用户提供了一种经济、灵活的LoRa设备原型构建方法 6.STM32Cube MCU软件包提供全面的免费软件库和示例，支持广泛的IDE，包括IAR、Keil和基于GCC的IDE 兼容性和标准合规性 1.NFC Forum Type 5标签认证 2.LoRaWan 1.0.4 认证 高级功能 1.快速传输模式 (FTM) 2.通过TLS/SSL保证安全的HTTPS请求 3.可将密钥编程到LoRa设备中 4.LoRa通信 5.MQTT通知

关键词： ST 意法半导体 ST25DV64KC NFC LoRa