《物聯(lián)網(wǎng)通信技術(shù)》課件-第八章 LoRa通信

物聯(lián)網(wǎng)通信技術(shù)8-1LoRa概述第八章LoRa通信物聯(lián)網(wǎng)通信技術(shù)-LoRa01LoRa和LoRawan02LoRa特性03LoRaWAN組網(wǎng)LoRa（LongRangeRadio）一、LORA定義LoRa的名字是遠(yuǎn)距離無線電，LoRa網(wǎng)絡(luò)是一種非授權(quán)頻譜的低功耗廣域網(wǎng)技術(shù)，在性能上與NB-IOT相似，LoRa（LongRangeRadio）國(guó)家授權(quán)某企業(yè)、某部門使用的專用頻率，其他企業(yè)部門不能使用。授權(quán)頻譜：無需國(guó)家授權(quán)即可使用的頻率。非授權(quán)頻譜：一、LORA定義LoRa的名字是遠(yuǎn)距離無線電，LoRa網(wǎng)絡(luò)是一種非授權(quán)頻譜的低功耗廣域網(wǎng)技術(shù)，在性能上與NB-IOT相似，LoRa主要在全球免費(fèi)頻段運(yùn)行（即非授權(quán)頻段），包括433、868、915MHz等。LoRa是一種線性調(diào)頻擴(kuò)頻的調(diào)制技術(shù)。。LoRa（LongRangeRadio）一、LORA定義LoRaWAN是基于LoRa遠(yuǎn)距離通信網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)的一套通訊協(xié)議和系統(tǒng)架構(gòu)。如果按協(xié)議分層來說LoRaWAN就是MAC層，LoRa是物理層。因此LoRaWAN原來也被叫做LoRaMAC。LoRaWAN是在LoRa物理層傳輸技術(shù)基礎(chǔ)之上的以MAC層為主的一套協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)。LoRaWAN（LongRangeRadio）二、LORA特性功耗低。理論上一節(jié)五號(hào)電池可供設(shè)備工作10年以上。網(wǎng)絡(luò)傳輸性能好。LoRa使用線性調(diào)頻擴(kuò)頻調(diào)制技術(shù)，既可以保持頻移鍵控調(diào)制（FSK,FrequencyShiftKeying）低功耗的特性，又支持通過擴(kuò)頻技術(shù)來增加通信距離，提高了網(wǎng)絡(luò)的抗干擾和通訊能力。網(wǎng)絡(luò)連接穩(wěn)定。該芯片接收靈敏度可達(dá)-148dBm。二、LORA特性覆蓋范圍廣，容量高。支持通過網(wǎng)關(guān)/集中器來處理多個(gè)節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)，通訊距離可達(dá)15km以上（與環(huán)境相關(guān)）。易部署，成本低。LoRa網(wǎng)絡(luò)工作在非授權(quán)頻段，字運(yùn)營(yíng)和部署上，終端模塊成本約為5美元。三、LoRaWAN組網(wǎng)-系統(tǒng)組成LoRaWAN網(wǎng)絡(luò)的系統(tǒng)組成三、LoRaWAN組網(wǎng)-系統(tǒng)組成三、LoRaWAN組網(wǎng)-系統(tǒng)組成三、LoRaWAN組網(wǎng)-系統(tǒng)組成三、LoRaWAN組網(wǎng)-系統(tǒng)組成LoRaWAN網(wǎng)絡(luò)的系統(tǒng)組成（1）終端節(jié)點(diǎn)（含傳感器）：包括物理層、MAC層和應(yīng)用層的實(shí)現(xiàn)，使用LoRa線性擴(kuò)頻調(diào)制技術(shù)，實(shí)現(xiàn)點(diǎn)對(duì)點(diǎn)遠(yuǎn)距離傳輸。三、LoRaWAN組網(wǎng)-系統(tǒng)組成LoRaWAN網(wǎng)絡(luò)的系統(tǒng)組成（2）網(wǎng)關(guān)/集中器：完成空中接口物理層的處理。三、LoRaWAN組網(wǎng)-系統(tǒng)組成LoRaWAN網(wǎng)絡(luò)的系統(tǒng)組成（3）網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器：負(fù)責(zé)進(jìn)行MAC層處理，包括消除重復(fù)的數(shù)據(jù)包、自適應(yīng)速率選擇、網(wǎng)關(guān)管理和選擇、進(jìn)程確認(rèn)、安全管理等。三、LoRaWAN組網(wǎng)-系統(tǒng)組成LoRaWAN網(wǎng)絡(luò)的系統(tǒng)組成（4）應(yīng)用服務(wù)器：從網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器獲取應(yīng)用數(shù)據(jù)，管理數(shù)據(jù)負(fù)載的安全性，分析及利用傳感器數(shù)據(jù)，進(jìn)行應(yīng)用狀態(tài)展示、即時(shí)警告等。LoRaWAN終端和LoRaWAN網(wǎng)關(guān)的組網(wǎng)模式MESH組網(wǎng)MESH網(wǎng)絡(luò)即”無線網(wǎng)格網(wǎng)絡(luò)”是“多跳”網(wǎng)絡(luò)，由adhoc（點(diǎn)對(duì)點(diǎn)）網(wǎng)絡(luò)發(fā)展而來。三、LoRaWAN組網(wǎng)-終端和網(wǎng)關(guān)組網(wǎng)選擇-mesh組網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浼軜?gòu)三、LoRaWAN組網(wǎng)-終端和網(wǎng)關(guān)組網(wǎng)選擇-mesh組網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浼軜?gòu)此照片，作者:未知作者，許可證:CCBY-SA多路徑、安全性高。優(yōu)點(diǎn)三、LoRaWAN組網(wǎng)-終端和網(wǎng)關(guān)組網(wǎng)選擇-mesh組網(wǎng)MESH組網(wǎng)三、LoRaWAN組網(wǎng)-終端和網(wǎng)關(guān)組網(wǎng)選擇MESH組網(wǎng)采用中繼信號(hào)互連，不涉及路由交換，配置簡(jiǎn)單快捷?！岸嗵W(wǎng)絡(luò)”三、LoRaWAN組網(wǎng)-終端和網(wǎng)關(guān)組網(wǎng)選擇星型網(wǎng)輪詢星型網(wǎng)并發(fā)業(yè)務(wù)處理模式三、LoRaWAN組網(wǎng)-終端和網(wǎng)關(guān)組網(wǎng)選擇星型組網(wǎng)本節(jié)我們了解了本節(jié)我們了解了LoRa和LoRaWAN的定義，它是一個(gè)工作于非授權(quán)頻譜的使用線性調(diào)頻擴(kuò)頻技術(shù)的協(xié)議，而LORAWAN則是以LoRa危機(jī)出的協(xié)議。LoRa網(wǎng)絡(luò)包括傳感器-LoRa終端-LoRa網(wǎng)關(guān)和云平臺(tái)組成，其中LoRa終端和LoRa網(wǎng)關(guān)可以采用先進(jìn)的MESH組網(wǎng)和傳統(tǒng)的星型組網(wǎng)。階段總結(jié)思考題1LoRa工作于什么頻率，常用的頻率有哪些？2LoRa終端和LoRa網(wǎng)關(guān)有哪幾種組網(wǎng)模式？分別有什么特點(diǎn)？三、LoRaWAN組網(wǎng)-終端和網(wǎng)關(guān)組網(wǎng)選擇-mesh組網(wǎng)三、LoRaWAN組網(wǎng)-終端和網(wǎng)關(guān)組網(wǎng)選擇-mesh組網(wǎng)三、LoRaWAN組網(wǎng)-系統(tǒng)組成物聯(lián)網(wǎng)通信技術(shù)8-2LORA網(wǎng)關(guān)第八章LoRa通信LoRaWAN網(wǎng)關(guān)01LoRaWAN網(wǎng)關(guān)構(gòu)成02LoRaWAN網(wǎng)關(guān)數(shù)據(jù)流一、LoRaWAN網(wǎng)關(guān)的構(gòu)成一、LoRaWAN網(wǎng)關(guān)-集中器LoRa集中器完成接收和傳輸LoRa消息服務(wù)。由一個(gè)LoRa基帶處理器和兩個(gè)前端芯片組成。集中器分多種形式：mPCIe卡（RAK2247、RAK2287、RAK5146）、40PIN樹莓派標(biāo)準(zhǔn)（RAK2245）等。LoRa集中器一、LoRaWAN網(wǎng)關(guān)-集中器集中器RAK5146LoRa天線連接器的射頻（RF）部分限制不需要頻率的濾波器（SAW）信號(hào)放大器（FEM）雙前端芯片（SX1250）SX1303基帶芯片一、LoRaWAN網(wǎng)關(guān)-集中器一、LoRaWAN網(wǎng)關(guān)-集中器集中器集中器RAK5146集中器有STM32芯片運(yùn)行的代碼使集中器與USB兼容，并與附加的SX1262通信，從而實(shí)現(xiàn)信道監(jiān)聽和光譜掃描等功能可使用GPS模塊和GPS天線連接器一、LoRaWAN網(wǎng)關(guān)主機(jī)主機(jī)樹莓派一類通用的單板計(jì)算機(jī)，也可以使用專門的系統(tǒng)板；主機(jī)的功能和集中器進(jìn)行通信接收射頻信息并將其傳送到LoRaWAN服務(wù)器上。樹莓派樹莓派(RaspberryPi)―Rpi/RasPi/RpiRPiLoRaWAN網(wǎng)關(guān)需要安裝外置天線一、天線網(wǎng)關(guān)工作時(shí)的數(shù)據(jù)流是如何流動(dòng)的？二、LoRaWAN網(wǎng)關(guān)工作的數(shù)據(jù)流網(wǎng)關(guān)從終端節(jié)點(diǎn)收集LoRa數(shù)據(jù)幀→將這些數(shù)據(jù)通過LoRaPacketforwarder程序重傳→LoRaWAN網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器。上行方向：LoRaWAN網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器→將這些數(shù)據(jù)通過LoRaPacketforwarder程序重傳到網(wǎng)關(guān)→終端節(jié)點(diǎn)。下行方向：二、LoRaWAN網(wǎng)關(guān)工作的數(shù)據(jù)流LoRaPacketforwarderLoRaWAN服務(wù)器回程連接三、小結(jié)本節(jié)介紹了LoRaWAN硬件，主要包括集中器、MCU和天線。網(wǎng)關(guān)從終端節(jié)點(diǎn)收集LoRa數(shù)據(jù)幀，并將這些數(shù)據(jù)重傳到LoRaWAN網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器。反之亦然，網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器也可通過網(wǎng)關(guān)向終端節(jié)點(diǎn)發(fā)送下行指令集。網(wǎng)關(guān)是終端節(jié)點(diǎn)和LoRaWAN服務(wù)器之間的數(shù)據(jù)交互的橋梁。階段總結(jié)思考題1LoRaWAN網(wǎng)關(guān)的濾波器和放大器的主要功能是什么？2LoRaWAN網(wǎng)絡(luò)的回程鏈路可以選擇什么接入方式？樹莓派物聯(lián)網(wǎng)通信技術(shù)8-3LoRa組網(wǎng)第八章LoRa通信如何根據(jù)組網(wǎng)需求正確選擇一款適合的LoRaWAN網(wǎng)關(guān)？網(wǎng)關(guān)的功能特性是否滿足你的需求網(wǎng)關(guān)部署場(chǎng)景有哪些特點(diǎn)以及如何運(yùn)用01LoRaWAN網(wǎng)關(guān)選擇要素功耗低一、LoRaWAN網(wǎng)關(guān)選擇的要素：功耗低于10W的功率值就被認(rèn)為是功耗良好的標(biāo)準(zhǔn)，RAK的網(wǎng)關(guān)功耗因型號(hào)和功能存在差異，但都保持在6W峰值功耗限制內(nèi)。功耗低一、LoRaWAN網(wǎng)關(guān)選擇的要素：集中器的靈敏度和功率一、LoRaWAN網(wǎng)關(guān)選擇的要素：集中器的靈敏度和功率要求具備更高的靈敏度和最大的輸出功率。集中器SX1303通道反映網(wǎng)關(guān)容量一、LoRaWAN網(wǎng)關(guān)選擇的要素：通道數(shù)量多通道網(wǎng)關(guān)通常是指8通道網(wǎng)關(guān)，但也可以選擇16通道的。比如RAK7240/49/89室外網(wǎng)關(guān)，采用了雙LoRa集中器設(shè)置，最大支持16個(gè)通道。通道數(shù)量：一、LoRaWAN網(wǎng)關(guān)選擇的要素：天線室內(nèi)天線的增益較低、體積較小，適合覆蓋范圍較小的網(wǎng)關(guān)。室內(nèi)型LoRaWAN網(wǎng)關(guān)的天線分類SMA連接器N型連接器一、LoRaWAN網(wǎng)關(guān)選擇的要素：天線室外天線體積大、堅(jiān)固、增益更高。室外型室內(nèi)天線的增益較低、體積較小，適合覆蓋范圍較小的網(wǎng)關(guān)。室內(nèi)型LoRaWAN網(wǎng)關(guān)的天線分類N型連接器N型連接器一、LoRaWAN網(wǎng)關(guān)選擇的要素：覆蓋范圍天線的增益越大，節(jié)點(diǎn)就可以離網(wǎng)關(guān)越遠(yuǎn)，并且仍然具有良好的接收效果。天線和網(wǎng)關(guān)的位置也影響覆蓋。增益越高，天線的方向性就越強(qiáng)。定向天線水平方向覆蓋，增益越強(qiáng)，主瓣角度越小一、回程連接蜂窩網(wǎng)絡(luò)WiFi以太網(wǎng)傳輸鏈路一、LoRaWAN網(wǎng)關(guān)選擇的要素：

POE、

電池、太陽能建議首選POE，電池和太陽能在一些不具備供電條件的特殊應(yīng)用場(chǎng)景使用。POE、電池和太陽能一、LoRaWAN網(wǎng)關(guān)選擇的要素：工作溫度范圍室外網(wǎng)關(guān)既能耐熱也能耐寒，工作溫度跨度較大，所謂室外網(wǎng)關(guān)擁有工業(yè)外殼以適應(yīng)復(fù)雜環(huán)境。室內(nèi)網(wǎng)關(guān)在溫度上則跨度小一些。工作溫度范圍一、LoRaWAN網(wǎng)關(guān)選擇的要素：平臺(tái)兼容性由于網(wǎng)關(guān)型號(hào)的不同，它們的平臺(tái)兼容性也有所不同。最基本要求支持PacketForwarder、MQTTBridge和BasicsStation，確保能夠連接到任何第三方平臺(tái)。平臺(tái)兼容性一、LoRaWAN網(wǎng)關(guān)選擇的要素：平臺(tái)兼容性由于網(wǎng)關(guān)型號(hào)的不同，它們的平臺(tái)兼容性也有所不同。最基本要求支持PacketForwarder、MQTTBridge和BasicsStation，確保能夠連接到任何第三方平臺(tái)。平臺(tái)兼容性一、LoRaWAN網(wǎng)關(guān)選擇的要素：平臺(tái)兼容性由于網(wǎng)關(guān)型號(hào)的不同，它們的平臺(tái)兼容性也有所不同。最基本要求支持PacketForwarder、MQTTBridge和BasicsStation，確保能夠連接到任何第三方平臺(tái)。平臺(tái)兼容性三、小結(jié)通過分析LoRaWAN網(wǎng)關(guān)的一些重要組成部分功能和性能，確定了組網(wǎng)時(shí)的一些依據(jù)。性能只是考量的一個(gè)方面，投資、維護(hù)便利性等其他方面也是選擇的重要參照。階段總結(jié)思考題1MQTT是一種什么協(xié)議，它的功能是什么？2為什么天線的增益過高不一定有利于覆蓋？物聯(lián)網(wǎng)通信技術(shù)8-4LoRa物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用分析第八章LoRa通信5G的概念01LoRa模組介紹02LoRa模組選擇一、LoRa模組介紹一、LoRa模組：Ra02支持FSK、GFSK、MSK、GMSK、LoRa?及OOK調(diào)制方式支持頻段410MHz~525MHz工作電壓為3.3V,最大輸出+20dBm，最大工作電流為105mA接收狀態(tài)下具有低功耗特性，接收電流為12.15mA，待機(jī)電流為1.6mA高靈敏度：低至-140dBm小體積雙列郵票孔貼片封裝模塊采用SPI接口，使用半雙工通信，帶CRC、高達(dá)256字節(jié)的數(shù)據(jù)包引擎LoRa?調(diào)制解調(diào)器腳序名稱功能說明測(cè)試點(diǎn)ANT接天線1GND接地2GND接地33.3V典型值3.3V供電4RESET復(fù)位腳5DI0O數(shù)字100軟件配置6DI01數(shù)字I01軟件配置7DI02數(shù)字I02軟件配置8DI03數(shù)字I03軟件配置9GND接地10DI04數(shù)字I04軟件配置11DI05數(shù)字I05軟件配置12SCKSPI時(shí)鐘輸入13MISOSPI數(shù)據(jù)輸出14MOSISPI數(shù)據(jù)輸入15NSSSPI片選輸入16GND接地一、LoRaWAN模組Ra-08采用SMD-18封裝支持頻段:410MHz-525MHz工作電壓為3.3V，理論最大發(fā)射功率+22dBm高靈敏度:-138dBm@125KzSF12支持?jǐn)U頻因子SF5/SF6/SF7/SF8/SF9/SF10/SF11/SF12LoRaWAN模組Ra-08一、LoRaWAN模組Ra-08采用SMD-18封裝支持頻段:410MHz-525MHz工作電壓為3.3V，理論最大發(fā)射功率+22dBm高靈敏度:-138dBm@125KzSF12支持?jǐn)U頻因子SF5/SF6/SF7/SF8/SF9/SF10/SF11/SF12嵌入式內(nèi)存，128KBFLASH,16KBSRAM支持LoRa/(G)FSK/BPSK/(G)MSK調(diào)制天線接口兼容郵票孔/圓孔和IPEX等多種接法，支持更多的方案選型支持多種休眠模式:深度睡眠電流低至0.9uALoRaWAN模組Ra-08一、LoRaWAN模組Ra-08組網(wǎng)時(shí)，如何選擇模組？二、LoRa模組選擇1.數(shù)據(jù)接口需外接單片機(jī)簡(jiǎn)單編程，利用單片機(jī)UART口連接模塊實(shí)現(xiàn)無線傳輸，用戶無需關(guān)心無線底層協(xié)議。UART數(shù)據(jù)接口使用單片機(jī)SPI接口與模塊連接，對(duì)單片機(jī)進(jìn)行底層通信協(xié)議編程，實(shí)現(xiàn)模塊無線通信。用戶自行代碼開發(fā)，有更強(qiáng)的靈活性。SPI數(shù)據(jù)接口二、LoRa模組選擇1.數(shù)據(jù)接口需外接單片機(jī)簡(jiǎn)單編程，利用單片機(jī)UART口連接模塊實(shí)現(xiàn)無線傳輸，用戶無需關(guān)心無線底層協(xié)議。UART數(shù)據(jù)接口使用單片機(jī)SPI接口與模塊連接，對(duì)單片機(jī)進(jìn)行底層通信協(xié)議編程，實(shí)現(xiàn)模塊無線通信。用戶自行代碼開發(fā)，有更強(qiáng)的靈活性。SPI數(shù)據(jù)接口哪種更適合產(chǎn)品？二、LoRa模組選擇1.數(shù)據(jù)接口使用單片機(jī)SPI接口與模塊連接，對(duì)單片機(jī)進(jìn)行底層通信協(xié)議編程，實(shí)現(xiàn)模塊無線通信。用戶自行代碼開發(fā)，有更強(qiáng)的靈活性。SPI數(shù)據(jù)接口SCLKSCLK二、LoRa模組選擇1.數(shù)據(jù)接口需外接單片機(jī)簡(jiǎn)單編程，利用單片機(jī)UART口連接模塊實(shí)現(xiàn)無線傳輸，用戶無需關(guān)心無線底層協(xié)議。UART數(shù)據(jù)接口總結(jié)SPI實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單UART需要固定的波特率二、LoRa模組選擇2.頻段選擇選擇頻段是為了合理使用頻譜資源，保證使用頻譜資源時(shí)彼此之間不會(huì)干擾。LoRa模塊工作頻210-241MHz；410-441MHz；410~490MHz；425~441MHz；425~510MHz；442~490MHz；470~525MHz；862-893MHz；900-931MHz二、LoRa模組選擇3.封裝尺寸選擇更適合產(chǎn)品使用的大小及封裝形式。貼片與直插兩類封裝模式，貼片封裝無元件引腳通孔，直插封裝有引腳通孔。封裝尺寸選擇貼片封裝直插封裝二、LoRa模組選擇3.封裝尺寸貼片封裝直插封裝焊接要求不同額定功率不同封裝外形不同二、LoRa模組選擇產(chǎn)品功耗100mW、125mW、158mW、500mW、1W、2W功耗越高、發(fā)射速率越快、耗電也越快；功耗越低、發(fā)射速率越低、耗電越低。所以我們?cè)谶x擇模塊時(shí)要考慮我們的實(shí)際使用場(chǎng)景。要根據(jù)覆蓋距離、數(shù)據(jù)傳輸速率、供電方式等方面進(jìn)行綜合考量。比如，如果供電不便，則盡量選擇功耗低的模組。二、LoRa模組選擇通信距離LoRa模塊的通信距離由3~16km不等，滿足多種應(yīng)用場(chǎng)景。三、小結(jié)本節(jié)我們學(xué)習(xí)了兩種LoRa模組，了解了他們的特性，特別是了解了他們的引腳，這在物聯(lián)網(wǎng)開發(fā)中是非常重要的部分。如果要選擇模組，則要從數(shù)據(jù)接口、封裝方式、頻率、功耗、覆蓋距離等方面進(jìn)行綜合考量。階段總結(jié)思考題1SPI接口工作時(shí)需要幾路信號(hào)？2LoRa模塊工作的頻率范圍有哪些？物聯(lián)網(wǎng)通信技術(shù)8-5LoRa模組認(rèn)知第八章LoRa通信LoRa網(wǎng)關(guān)和一個(gè)LoRa模組實(shí)現(xiàn)點(diǎn)對(duì)點(diǎn)通信01LoRa通信的三種方式02LoRa點(diǎn)對(duì)點(diǎn)通信實(shí)踐一、LoRa通信的三種方式1.透明傳輸透明傳輸，針對(duì)設(shè)備相同地址、相同的通信信道，用戶數(shù)據(jù)可以是字符或16進(jìn)制數(shù)據(jù)形式2.定向傳輸定點(diǎn)傳輸，例如：A設(shè)備（地址為：0x1400，信道為0x17（23信道、433Mhz））需要向B設(shè)備（地址為：0x1234，信道為0x10（16信道、426Mhz））發(fā)送數(shù)據(jù)AABBCC，其通信格式為：123410AABBCC，其中1234為模塊B的地址，10為信道，則模塊B可以收到AABBCC3.廣播與數(shù)據(jù)監(jiān)聽將模塊地址設(shè)置為0xFFFF（即65535），可以監(jiān)聽相同信道上的所有模塊的數(shù)據(jù)傳輸，發(fā)送的數(shù)據(jù)，可以被相同信道上任意地址的模塊收到透?jìng)髂Ｊ蕉?、LoRa點(diǎn)對(duì)點(diǎn)通信實(shí)踐-點(diǎn)對(duì)點(diǎn)通信LoRaWAN網(wǎng)關(guān)實(shí)踐內(nèi)容本次實(shí)踐我們使用一個(gè)LoRaWAN網(wǎng)關(guān)和一個(gè)LoRa模組，在他們之間實(shí)現(xiàn)點(diǎn)對(duì)點(diǎn)傳輸，為簡(jiǎn)單起見，我們選擇透明傳輸?shù)姆绞健６?、LoRa點(diǎn)對(duì)點(diǎn)通信實(shí)踐-loraWAN網(wǎng)關(guān)配置將LoRaWAN網(wǎng)關(guān)上電，使用一條網(wǎng)線，一端連接LAN口，一端連接PC網(wǎng)口。1Lan口網(wǎng)線網(wǎng)卡二、LoRa點(diǎn)對(duì)點(diǎn)通信實(shí)踐-loraWAN網(wǎng)關(guān)配置PC設(shè)置為自動(dòng)獲取IP，或者手動(dòng)配置為192.168.1.2~253。2二、LoRa點(diǎn)對(duì)點(diǎn)通信實(shí)踐-loraWAN網(wǎng)關(guān)配置打開瀏覽器，地址欄輸入192.168.1.1，登錄網(wǎng)關(guān)配置界面，賬號(hào)密碼為admin/admin。3配置回傳鏈路NAT路由協(xié)議防火墻網(wǎng)關(guān)二、LoRa點(diǎn)對(duì)點(diǎn)通信實(shí)踐-loraWAN網(wǎng)關(guān)配置點(diǎn)擊應(yīng)用--Lora應(yīng)用，進(jìn)入LoRA設(shè)置界面。4二、LoRa點(diǎn)對(duì)點(diǎn)通信實(shí)踐-loraWAN網(wǎng)關(guān)配置LORAID：指LORA設(shè)備的標(biāo)識(shí)，類似本地IP的概念，即本地地址；工作模式：TRNS：透?jìng)鱈oRa載波頻率，范圍410~441MHz，470~510MHz及850~950MHz，需要根據(jù)不同的模塊和應(yīng)用進(jìn)行設(shè)置?？罩兴俾剩篖oRa的傳輸速率，只有相同速率的設(shè)備間才能傳輸數(shù)據(jù)。總共有6級(jí)速率可選，數(shù)值越大，速率越快。二、LoRa點(diǎn)對(duì)點(diǎn)通信實(shí)踐-loraWAN網(wǎng)關(guān)配置數(shù)據(jù)幀時(shí)間間隔：即兩次數(shù)據(jù)幀發(fā)送時(shí)間之間的差值，即空中信道的空閑時(shí)間必須大于等于這個(gè)時(shí)間才能發(fā)送數(shù)據(jù)。接受超時(shí)時(shí)間，即當(dāng)數(shù)據(jù)發(fā)送后，多少時(shí)間內(nèi)沒有收到對(duì)方的反饋則認(rèn)為此次數(shù)據(jù)接受超時(shí)，此時(shí)發(fā)送方會(huì)重新發(fā)送。二、LoRa點(diǎn)對(duì)點(diǎn)通信實(shí)踐-loraWAN網(wǎng)關(guān)配置設(shè)備傳輸方式：支持lora與串口、網(wǎng)絡(luò)之間的相互轉(zhuǎn)發(fā)通信組合方式。協(xié)議類型：UDP(DTU)、純UDP、TCP(DTU)、純TCP。服務(wù)器地址：TCP服務(wù)器：設(shè)置LoRa云平臺(tái)的服務(wù)器的IP地址。端口：設(shè)置LoRa云平臺(tái)的服務(wù)器的傳輸層的端口號(hào)。波特率：表示設(shè)備每秒傳送的字節(jié)數(shù)，常用的波特率有115200,57600,38400,19200等。數(shù)據(jù)位：數(shù)據(jù)位的個(gè)數(shù)可以是4、5、6、7、8等，構(gòu)成一個(gè)字符。通常采用ASCII碼。從最低位開始傳送，靠時(shí)鐘定位。停止位：它是一個(gè)字符數(shù)據(jù)的結(jié)束標(biāo)志?？梢允?位、1.5位、2位的高電平。檢驗(yàn):表示一組數(shù)據(jù)所采用的數(shù)據(jù)差錯(cuò)校驗(yàn)方式。有奇偶校驗(yàn)兩種方式。流控：包括硬件部分和軟件部分兩種方式。至此，LoRa網(wǎng)關(guān)測(cè)配置結(jié)束二、LoRa點(diǎn)對(duì)點(diǎn)通信實(shí)踐-loraWAN網(wǎng)關(guān)配置二、LoRa點(diǎn)對(duì)點(diǎn)通信實(shí)踐--LORA模組配置實(shí)踐內(nèi)容對(duì)LoRa數(shù)傳終端進(jìn)行配置前，需要通過出廠配置的RS232串口線或RS232-485轉(zhuǎn)換線把LoRa數(shù)傳終端和用于配置的PC連接起來。二、LoRa點(diǎn)對(duì)點(diǎn)通信實(shí)踐--LORA模組配置模塊工作模式，這里設(shè)置為“TRNS”修眠模式：當(dāng)設(shè)備處于低功耗模式，可設(shè)置為NONE(不休眠)、TIME(定時(shí)休眠)和DEEP(深度休眠)。深度休眠時(shí)，只能通過RST復(fù)位模塊或SLEEP_RQ腳置高電平來喚。串口參數(shù)和網(wǎng)關(guān)側(cè)保持一致二、LoRa點(diǎn)對(duì)點(diǎn)通信實(shí)踐--LORA模組配置二、LoRa點(diǎn)對(duì)點(diǎn)通信實(shí)踐--LORA模組配置網(wǎng)絡(luò)號(hào)：和網(wǎng)關(guān)側(cè)保持一致設(shè)備類型：終端設(shè)備ID：設(shè)置模塊的ID，可配置范圍0~65527，和網(wǎng)關(guān)側(cè)保持一致透?jìng)鞯刂罚捍跀?shù)據(jù)可直接發(fā)向該透?jìng)鞯刂返脑O(shè)備。可配置范圍0~65535，這里要輸入和其通信的網(wǎng)關(guān)的ID。二、LoRa點(diǎn)對(duì)點(diǎn)通信實(shí)踐--LORA模組配置發(fā)射功率：不帶PA的硬件模塊可設(shè)置5~20dBm的發(fā)射功率。帶PA的硬件模塊的發(fā)射功率固定為30dBm，即1W的發(fā)射功率。默認(rèn)值：20載波頻率和空中速率配置和網(wǎng)關(guān)側(cè)保持一致，否則無法通信。二、LoRa點(diǎn)對(duì)點(diǎn)通信實(shí)踐--LORA通信驗(yàn)證二、LoRa點(diǎn)對(duì)點(diǎn)通信實(shí)踐--LORA通信驗(yàn)證三、小結(jié)本節(jié)講解了一個(gè)LORA網(wǎng)關(guān)和一個(gè)模組之間實(shí)現(xiàn)點(diǎn)對(duì)點(diǎn)通信，重點(diǎn)要了解點(diǎn)對(duì)點(diǎn)通信的兩端設(shè)備的配置方法以及一些重要參數(shù)的作用。特別是要注意通信的雙方在一些參數(shù)比如網(wǎng)絡(luò)ID、設(shè)備ID、頻率、速率等一定要保持一致，否則會(huì)造成通信失敗。階段總結(jié)思考題1LoRa通信的傳輸有哪幾種模式？2LoRa點(diǎn)對(duì)點(diǎn)通信時(shí)網(wǎng)關(guān)側(cè)和模組側(cè)哪些參數(shù)要保持一致，他們應(yīng)該如何配置？物聯(lián)網(wǎng)通信技術(shù)8-6

LoRa物聯(lián)網(wǎng)模組調(diào)測(cè)第八章LoRa通信使用STM32單片機(jī)控制Lora模組實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)收發(fā)01LoRa模組和STM32連接02測(cè)試單片機(jī)和模組之間連接03修改代碼實(shí)現(xiàn)STM32控制模組通信一、LoRa模組和STM32連接2個(gè)STM32單片機(jī)2個(gè)LORA模組一、STM32和lora模組連接GPIOGPIO/INTTXDRXDGND3.3~5VMD0AUXRXDTXDGNDVCCMCU/ARM等無線串口模塊一、STM32和lora模組連接引腳號(hào)功能MOD配置進(jìn)入?yún)?shù)設(shè)置上電時(shí)與

AUX

引腳配合進(jìn)入固件升級(jí)模式AUX用于指示模塊工作狀態(tài)，用戶喚醒外部

MCU上電時(shí)與

MD0

引腳配合進(jìn)入固件升級(jí)模式RXDTTL

串口輸入，連接到外部

TXD

輸出引腳TXDTTL

串口輸出，連接到外部

RXD

輸入引腳GND地線VCC3.3V~5V

電源輸入一、STM32和lora模組連接二、測(cè)試單片機(jī)和模組之間連接通過STM32控制兩個(gè)模組之前的通信三、修改代碼實(shí)現(xiàn)STM32之間通信-定義lora的頭文件lora.h1. #ifndef__LORA_H2. #define__LORA_H3. #include"sys.h"4. 5. //設(shè)備參數(shù)定義6. typedefstruct7. {8. u16addr;//設(shè)備地址9. u8chn;//信道10. u8power;//發(fā)射功率11. u8wlrate;//空中速率12. u8wltime;//休眠時(shí)間13. u8mode;//工作模式14. u8mode_sta;//發(fā)送狀態(tài)15. u8bps;//串口波特率16. u8parity;//校驗(yàn)位17. }_LoRa_CFG;三、修改代碼實(shí)現(xiàn)STM32之間通信-定義lora的頭文件19. #defineLORA_AUXPAin(4)//LORA模塊狀態(tài)引腳20. #defineLORA_MD0PAout(15)//LORA模塊控制引腳21. 22. //空中速率(單位:Kbps)23. #defineLORA_RATE_0K30//0.324. #defineLORA_RATE_1K21//1.225. #defineLORA_RATE_2K42//2.426. #defineLORA_RATE_4K83//4.827. #defineLORA_RATE_9K64//9.628. #defineLORA_RATE_19K25//19.229. 30. //休眠時(shí)間(單位:秒)31. #defineLORA_WLTIME_1S0//1秒32. #defineLORA_WLTIME_2S1//2秒33. 三、修改代碼實(shí)現(xiàn)STM32之間通信-定義lora的頭文件34. //工作模式35. #defineLORA_MODE_GEN0//一般模式36. #defineLORA_MODE_WK1//喚醒模式37. #defineLORA_MODE_SLEEP2//省電模式38. 39. //發(fā)射功率40. #defineLORA_PW_11dBm0//11dBm41. #defineLORA_PW_14Bbm1//14dBm42. #defineLORA_PW_17Bbm2//17dBm43. #defineLORA_PW_20Bbm3//20dBm44. 45. //發(fā)送狀態(tài)46. #defineLORA_STA_Tran0//透明傳輸47. #defineLORA_STA_Dire1//定向傳輸48. 三、修改代碼實(shí)現(xiàn)STM32之間通信-定義lora的頭文件49. //串口波特率(單位:bps)50. #defineLORA_TTLBPS_12000//120051. #defineLORA_TTLBPS_24001//240052. #defineLORA_TTLBPS_48002//480053. #defineLORA_TTLBPS_96003//960054. #defineLORA_TTLBPS_192004//1920055. #defineLORA_TTLBPS_384005//3840056. #defineLORA_TTLBPS_576006//5760057. #defineLORA_TTLBPS_1152007//11520058. 59. //串口數(shù)據(jù)校驗(yàn)60. #defineLORA_TTLPAR_8N10//8位數(shù)據(jù)61. #defineLORA_TTLPAR_8E11//8位數(shù)據(jù)+1位偶校驗(yàn)62. #defineLORA_TTLPAR_8O12//8位數(shù)據(jù)+1位奇校驗(yàn)63. 三、修改代碼實(shí)現(xiàn)STM32之間通信-定義lora的頭文件65. //設(shè)備默認(rèn)參數(shù)66. #defineLORA_ADDR1919//設(shè)備地址67. #defineLORA_CHN19//通信信道68. #defineLORA_POWERLORA_PW_20Bbm//發(fā)射功率69. #defineLORA_RATELORA_RATE_2K4//空中速率70. #defineLORA_WLTIMELORA_WLTIME_1S//休眠時(shí)間71. #defineLORA_MODELORA_MODE_GEN//工作模式72. #defineLORA_STALORA_STA_Tran//發(fā)送狀態(tài)73. #defineLORA_TTLBPSLORA_TTLBPS_115200//波特率74. #defineLORA_TTLPARLORA_TTLPAR_8N1//校驗(yàn)位75. 76. #defineLORA_AUXPAin(4)//LORA模塊狀態(tài)引腳77. #defineLORA_MD0PAout(15)//LORA模塊控制引腳78. #defineDire_DateLensizeof(Dire_Date)/sizeof(Dire_Date[0])下面略三、修改代碼實(shí)現(xiàn)STM32之間通信--LORA源代碼lora.c1. #include"lora.h"2. #include"sys.h"3. #include"delay.h"4. #include"usart3.h"#include"lcd.h" //設(shè)備參數(shù)初始化13. _LoRa_CFGLoRa_CFG=14. {15. .addr=LORA_ADDR,//設(shè)備地址16. .power=LORA_POWER,//發(fā)射功率17. .chn=LORA_CHN,//信道18. .wlrate=LORA_RATE,//空中速率19. .wltime=LORA_WLTIME,//睡眠時(shí)間20. .mode=LORA_MODE,//工作模式21. .mode_sta=LORA_STA,//發(fā)送狀態(tài)22. .bps=LORA_TTLBPS,//波特率設(shè)置23. .parity=LORA_TTLPAR//校驗(yàn)位設(shè)置24. };三、修改代碼實(shí)現(xiàn)STM32之間通信--LORA源代碼26. //全局參數(shù)27. EXTI_InitTypeDefEXTI_InitStructure;28. NVIC_InitTypeDefNVIC_InitStructure;29. 30. //設(shè)備工作模式(用于記錄設(shè)備狀態(tài))31. u8Lora_mode=0;//0:配置模式1:接收模式2:發(fā)送模式32. //記錄中斷狀態(tài)33. staticu8Int_mode=0;//0:關(guān)閉1:上升沿2:下降沿34. 35. 36. //usmart支持部分37. //將收到的AT指令應(yīng)答數(shù)據(jù)返回給電腦串口三、修改代碼實(shí)現(xiàn)STM32之間通信--LORA源代碼26. //將收到的AT指令應(yīng)答數(shù)據(jù)返回給電腦串口38. //mode:0,不清零USART3_RX_STA;39. //1,清零USART3_RX_STA;40. voidlora_at_response(u8mode)41. {42. if(USART3_RX_STA&0X8000) //接收到一次數(shù)據(jù)了43. {44. USART3_RX_BUF[USART3_RX_STA&0X7FFF]=0;//添加結(jié)束符45. printf("%s",USART3_RX_BUF); //發(fā)送到串口46. if(mode)USART3_RX_STA=0;47. }48. }三、修改代碼實(shí)現(xiàn)STM32之間通信--LORA源代碼96. //AUX中斷設(shè)置97. //mode:配置的模式0:關(guān)閉1:上升沿2:下降沿98. voidAux_Int(u8mode)99. {100. if(!mode)101. {102. EXTI_InitStructure.EXTI_LineCmd=DISABLE;//關(guān)閉中斷103. NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd=DISABLE; 104. }else105. {106. if(mode==1)107. EXTI_InitStructure.EXTI_Trigger=EXTI_Trigger_Rising;//上升沿108. elseif(mode==2)109. EXTI_InitStructure.EXTI_Trigger=EXTI_Trigger_Falling;//下降沿110. 111. EXTI_InitStructure.EXTI_LineCmd=ENABLE;112. NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd=ENABLE; 113. }114. Int_mode=mode;//記錄中斷模式115. EXTI_Init(&EXTI_InitStructure);116. NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);118. }三、修改代碼實(shí)現(xiàn)STM32之間通信--LORA源代碼191. //Lora模塊參數(shù)配置192. voidLoRa_Set(void)193. {194. u8sendbuf[20];195. u8lora_addrh,lora_addrl=0;196. 197. usart3_set(LORA_TTLBPS_115200,LORA_TTLPAR_8N1);//進(jìn)入配置模式前設(shè)置通信波特率和校驗(yàn)位(1152008位數(shù)據(jù)1位停止無數(shù)據(jù)校驗(yàn)）198. usart3_