如何配置GDO51和GDI51网关通过Basic Station连接到ChirpStack平台

在构建LoRaWAN物联网系统时，选择合适的网络服务器（NS）与网关进行对接是关键一步。ChirpStack 作为一款开源、灵活且功能强大的LoRaWAN网络服务器解决方案，被广泛应用于各类私有或企业级LoRaWAN网络部署中。

门思科技（Manthink）推出的 GDO51系列室外网关 和 GDI51系列室内网关 均基于Ubuntu系统打造，具备强大的边缘计算能力与协议兼容性，支持包括 Basic Station、GWMP、TTN、ChirpStack Packet Forwarder 等多种主流协议接入方式。本文将重点介绍如何使用 Basic Station LNS 协议 将门思科技的 GDO51/GDI51 网关安全地连接至 ChirpStack 平台，并涵盖 TLS 加密配置全流程。

1. 概述：为什么选择 Basic Station？

LoRa Alliance 推出的 Basic Station 是一种现代化的 LoRaWAN 网关协议，相较于传统的 UDP Packet Forwarder 模式，它具有以下优势：

• 更高效的通信机制（基于 WebSocket）
• 支持动态频率更新（CUPS）
• 内建加密传输（TLS）
• 更好的网络管理与远程配置能力

需要注意的是，ChirpStack 目前仅支持 basicstation-lns协议模式，不支持 basicstation-cups。因此，在配置过程中需确保使用正确的协议类型。

此外，在开始前请确认你的 ChirpStack 是否启用了 TLS 加密，这将决定后续网关证书的配置方式。

2. ChirpStack 未启用 TLS 加密：基础连接配置

2.1. ChirpStack 配置检查

basicstation-lns 的支持由 chirpstack-gateway-bridge 组件实现。打开其配置文件（通常位于 /etc/chirpstack-gateway-bridge/chirpstack-gateway-bridge.toml），检查以下字段是否为空：

tls_cert = ""
tls_key = ""
ca_cert = ""

若以上三项均为空，则表示当前为 非加密模式（明文传输），适用于局域网测试环境。

⚠️ 注意：生产环境中建议始终启用 TLS 以保障数据安全。

2.2. GDO51/GDI51 网关配置步骤

1. 使用电脑连接网关 Wi-Fi（SSID 格式为 GDO51x - <DEVEUI> 或 GDI51x - <DEVEUI>，默认密码：wifi!0804）
2. 浏览器访问：http://192.158.1.1，登录 WebConfigure（默认密码：wifi!0804）
3. 进入菜单：Gateway Configuration → LoRaWAN Server
4. 设置如下参数：

• • nsProtocol : basicstation_lns
  • uri : ws://<ChirpStack服务器IP>:3001
    示例：ws://192.168.1.142:3001（端口默认为 3001，可在 bridge 配置中修改）
  • trust / cert / key: 不填写

1. 点击 Submit 保存设置

✅ 配置完成后，网关会尝试通过 WebSocket 明文连接 ChirpStack。你可以在 ChirpStack 的 Gateway 页面查看网关状态是否在线。

3. ChirpStack 启用 TLS 加密：安全连接配置

为了提升安全性，推荐在正式部署中启用 TLS 加密。根据 CA 证书配置情况，可分为两种模式：

|----------|------------------|
| 模式 | 描述 |
| TLS 单向认证 | 仅验证服务器身份，网关无需证书 |
| TLS 双向认证 | 服务器与网关互相验证身份，更安全 |

3.1. ChirpStack TLS 配置判断

查看 chirpstack-gateway-bridge.toml 文件中的 TLS 相关配置：

tls_cert = "/path/to/server.crt"
tls_key = "/path/to/server.key"
ca_cert = "/path/to/ca.crt"  # 若存在此行，则启用双向认证

• ✅ 若 ca_cert 已配置 → 启用双向认证

• ❌ 若 ca_cert 未配置 → 单向认证

3.2. 生成客户端证书（用于双向认证）

当启用双向认证时，必须为每个网关签发客户端证书，且 Common Name (CN) 必须设置为网关的 EUI（HEX 格式，如 5a53012a00000288）。

3.2.1. 准备工作：安装 OpenSSL

# Ubuntu/Debian
sudo apt update && sudo apt install openssl -y

# CentOS/RHEL
sudo yum install openssl -y

3.2.1.1. 创建自签名 CA 证书

# 生成CA私钥（带密码保护）
openssl genpkey -algorithm RSA -out ca.key -aes256

# 生成CA根证书（有效期365天）
openssl req -x509 -new -nodes -key ca.key -sha256 -days 365 -out ca.crt

执行时会提示输入国家、组织名等信息，请如实填写。

3.2.1.2. 生成服务器证书

# 生成服务器私钥
openssl genpkey -algorithm RSA -out server.key

# 生成CSR请求
openssl req -new -key server.key -out server.csr

📌 在 Common Name (CN) 中填入 ChirpStack 服务器的域名或 IP 地址（如 chirpstack.local 或 192.168.1.142）

# 使用CA签署服务器证书
openssl x509 -req -in server.csr -CA ca.crt -CAkey ca.key -CAcreateserial -out server.crt -days 365 -sha256

3.2.2. 配置 ChirpStack Gateway Bridge

编辑 /etc/chirpstack-gateway-bridge/chirpstack-gateway-bridge.toml：

tls_cert = "/path/to/server.crt"
tls_key = "/path/to/server.key"
ca_cert = "/path/to/ca.crt"  # 启用双向认证必需

重启服务生效：

sudo systemctl restart chirpstack-gateway-bridge

3.2.3. 生成客户端证书（网关证书）

# 生成客户端私钥
openssl genpkey -algorithm RSA -out client.key

# 生成CSR
openssl req -new -key client.key -out client.csr

📌 关键步骤：在 Common Name (CN) 字段中输入网关的 EUI（小写HEX格式） ，例如：5a53012a00000288

# 使用CA签署客户端证书
openssl x509 -req -in client.csr -CA ca.crt -CAkey ca.key -CAcreateserial -out client.crt -days 365 -sha256

得到三个关键文件：

• ca.crt：CA 根证书
• client.crt：客户端证书（给网关用）
• client.key：客户端私钥

3.3. GDO51/GDI51 网关配置（TLS 模式）

1. 登录 WebConfigure
2. 进入：Gateway Configuration → LoRaWAN Server
3. 配置如下：

|------------|-------------------------------------|
| 参数 | 值 |
| nsProtocol | basicstation_lns |
| uri | wss://<服务器IP或域名>:3001 （注意是 wss） |
| trust | 将 ca.crt 内容粘贴至此 |
| cert | （仅双向认证需要）粘贴 client.crt 内容 |
| key | （仅双向认证需要）粘贴 client.key 内容 |

1. 点击 Submit 保存并重启网关

4. 验证连接状态

完成配置后，可通过以下方式验证：

1. 在 ChirpStack Web UI 查看网关是否上线
2. 在网关 WebConfigure 的 State → Statistics 页面查看连接状态
3. 使用 Wireshark 抓包分析 WSS 流量（可选）

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