物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)中為什么要使用LORA模塊

物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)中使用LoRa模塊的原因主要有以下幾點(diǎn)：

LoRa模塊的技術(shù)優(yōu)勢(shì)

遠(yuǎn)距離通信：LoRa模塊通過(guò)LoRa技術(shù)實(shí)現(xiàn)無(wú)線通信，LoRa技術(shù)具有超鏈接預(yù)算，能顯著提高接收機(jī)的靈敏度，因此即使在較低的發(fā)射功率下也能實(shí)現(xiàn)較遠(yuǎn)的通信距離。這對(duì)于物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)中廣泛分布的設(shè)備間通信尤為重要。

低功耗：LoRa模塊設(shè)計(jì)為低功耗，適用于那些需要長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行但又不能頻繁更換電池的設(shè)備。低功耗特性有助于延長(zhǎng)設(shè)備的續(xù)航時(shí)間，降低維護(hù)成本。

低數(shù)據(jù)速率：雖然LoRa的傳輸效率略有犧牲，但其低數(shù)據(jù)速率特性適用于物聯(lián)網(wǎng)中大量不需要高傳輸速率的數(shù)據(jù)傳輸場(chǎng)景。這種特性使得LoRa模塊在物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用中更加經(jīng)濟(jì)高效。

LoRa模塊在物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)中的應(yīng)用場(chǎng)景

智能城市：在智能城市領(lǐng)域，LoRa模塊可用于智能抄表、環(huán)境監(jiān)測(cè)、智能停車(chē)等場(chǎng)景。通過(guò)LoRa網(wǎng)絡(luò)，城市管理者可以實(shí)時(shí)獲取各類(lèi)設(shè)備的狀態(tài)信息，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)城市的智能化管理和控制。

農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)：在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域，LoRa模塊可用于土壤濕度監(jiān)測(cè)、作物生長(zhǎng)監(jiān)測(cè)等場(chǎng)景。通過(guò)遠(yuǎn)距離、低功耗的通信方式，農(nóng)民可以方便地獲取農(nóng)田的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，從而進(jìn)行科學(xué)的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)管理。

工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)：在工業(yè)領(lǐng)域，LoRa模塊可用于工廠自動(dòng)化、設(shè)備監(jiān)控等場(chǎng)景。通過(guò)LoRa網(wǎng)絡(luò)，企業(yè)可以實(shí)現(xiàn)對(duì)生產(chǎn)設(shè)備的遠(yuǎn)程監(jiān)控和管理，提高生產(chǎn)效率和安全性。

通信距離，數(shù)量與場(chǎng)景關(guān)系

遠(yuǎn)距離大數(shù)量：

密集建筑環(huán)境要覆蓋多棟，或空曠環(huán)境下千米級(jí)的情況屬于遠(yuǎn)距離，一個(gè)網(wǎng)關(guān)下屬節(jié)點(diǎn)超過(guò)200屬于大數(shù)量，如能耗集抄，智慧農(nóng)業(yè)，調(diào)光路燈。這種條件下應(yīng)盡量采用輪詢的方式，碼分多址和頻分多址的方式來(lái)避免相互干擾，這是對(duì)信道利用率最高的方式，但實(shí)時(shí)性不高。

近距離大數(shù)量：

可視見(jiàn)或在普通建筑內(nèi)同一層屬于近距離，Semtech 針對(duì)室內(nèi)應(yīng)用場(chǎng)景也在 sx126x 中新增了擴(kuò)頻因子5和6，具有較高的通信速率，通信速率較高的話，監(jiān)聽(tīng)避讓和 RTS-CTS 機(jī)制也較為有效，數(shù)量大的情況結(jié)合合理的組網(wǎng)策略也可以滿足應(yīng)用要求。

遠(yuǎn)距離小數(shù)量：

一般有些工業(yè)場(chǎng)景如油田，電站會(huì)有這種場(chǎng)景，數(shù)據(jù)量不大，但是很分散，這種場(chǎng)景一般不考慮產(chǎn)品美觀小巧，選用高增益天線，調(diào)整饋線阻抗匹配，高擴(kuò)頻因子低編碼率來(lái)適應(yīng)場(chǎng)景。

LoRa模塊與其他通信技術(shù)的比較

與其他無(wú)線通信技術(shù)相比，LoRa模塊在物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)中具有獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)。例如，與藍(lán)牙和WiFi相比，LoRa模塊具有更遠(yuǎn)的通信距離和更低的功耗；與ZigBee相比，LoRa模塊在傳輸距離和穿透能力上更具優(yōu)勢(shì)。因此，在物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)中選擇LoRa模塊可以更好地滿足長(zhǎng)距離、低功耗的通信需求。

綜上所述，物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)中使用LoRa模塊是因?yàn)槠渚邆溥h(yuǎn)距離通信、低功耗和低數(shù)據(jù)速率等技術(shù)優(yōu)勢(shì)，適用于各種物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用場(chǎng)景。通過(guò)LoRa模塊的應(yīng)用，物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)可以更加高效地實(shí)現(xiàn)設(shè)備間的互聯(lián)互通和數(shù)據(jù)傳輸。

本文會(huì)再為大家詳解無(wú)線通信器件家族中的一員——LORA模塊

1、LoRa簡(jiǎn)介

LoRa是semtech公司開(kāi)發(fā)的一種低功耗局域網(wǎng)無(wú)線標(biāo)準(zhǔn)，其名稱(chēng)“LoRa”是遠(yuǎn)距離無(wú)線電（Long Range Radio），它最大特點(diǎn)就是在同樣的功耗條件下比其他無(wú)線方式傳播的距離更遠(yuǎn)，實(shí)現(xiàn)了低功耗和遠(yuǎn)距離的統(tǒng)一，在同樣的功耗下比傳統(tǒng)的無(wú)線通信射頻通信距離擴(kuò)大 3-5 倍。

2、 LoRa 與其它無(wú)線技術(shù)對(duì)比

組網(wǎng)方式	基于 LoRa 網(wǎng)關(guān)	基于蜂窩網(wǎng)	基于 Zigbee 網(wǎng)關(guān)	基于無(wú)線路由器	基于 Mesh 網(wǎng)關(guān)
部署方式	節(jié)點(diǎn) + 網(wǎng)關(guān)	節(jié)點(diǎn)	節(jié)點(diǎn) + 網(wǎng)關(guān)	節(jié)點(diǎn) + 路由器	節(jié)點(diǎn)
傳輸距離	遠(yuǎn)距離 城鎮(zhèn)：2-5KM 郊區(qū): up to 15KM	遠(yuǎn)距離 一般 10KM 以上	短距離 10-100M	短距離| 50M	短距離 10-100M
單網(wǎng)節(jié)點(diǎn)容量	約 6 萬(wàn)，實(shí)際受網(wǎng)關(guān)信道數(shù)量，節(jié)點(diǎn)發(fā)包頻率，數(shù)據(jù)包大小約束，一般有 5000左右節(jié)點(diǎn)	約 20 萬(wàn)	理論 6 萬(wàn)，受實(shí)際網(wǎng)絡(luò)限制，一般 200-500個(gè)	約 50個(gè)	理論 6 萬(wàn)個(gè)，一般有 2000 個(gè)左右
電池續(xù)航	理論約 10 年/AA電池	理論約 10 年/AA電池	理論約 2 年/AA電池	數(shù)小時(shí)	理論約 2 年/AA電池
成本	模塊約 5$	模塊約 5-10$	模塊約 1-2$	模塊約 7-8$	模塊約 <1$
傳輸速度	0.3-50kbps	理論 160k-250kbps,一般小于 100kbps	理論 250kbps,一般小于 100kbps	2.4G: 1-11M 5G: 1-500M	1M-2M
網(wǎng)絡(luò)延時(shí)	依賴(lài)于頻率，擴(kuò)頻因子，編碼率等	6-10s	<1s	<1s	<1s
適合領(lǐng)域	LPWAN 智慧路燈 智慧建筑 智慧農(nóng)業(yè) …	LPWAN 智慧城市 智能抄表 …	智能家居 小范圍傳感器 室內(nèi)覆蓋	常用于室內(nèi)場(chǎng)景	智能家居 智慧樓宇 室內(nèi)覆蓋

3、 LoRa 的優(yōu)勢(shì)和劣勢(shì)

優(yōu)勢(shì)：

通訊距離遠(yuǎn)，+22dBm 功率放大器和超過(guò)-148dBm 的高靈敏度使得 LoRa 可以在復(fù)雜的環(huán)境中通信。

150–960MHz 的頻率范圍加上 5到 12 的擴(kuò)頻因子可以相互組合成互不干擾的多信道通信。

低功耗，小于 120mA 的發(fā)射電流和小于 10mA 的接收電流可以保證同樣電池下待機(jī)更久。

劣勢(shì)：

在高擴(kuò)頻因子下發(fā)射速率慢，例如擴(kuò)頻因子 11 帶寬 250k 發(fā)射 100 字節(jié)大約需要 1 秒。

在高擴(kuò)頻因子下由于發(fā)射速率慢，所以發(fā)射時(shí)間長(zhǎng)，耗能更多；占用信道時(shí)間長(zhǎng)，增加沖突的可能性。

LoRa 幀結(jié)構(gòu)

LoRa 幀分為兩種，分別為固定長(zhǎng)度和可變長(zhǎng)度。區(qū)別在于固定長(zhǎng)度的幀則不存在 Header 域。

4、LoRa 常用公式

符號(hào)速率 (發(fā)送信號(hào)為恒包絡(luò)信號(hào)，每赫茲每秒發(fā)送一個(gè)碼片)

Rs = BW / (2^SF) Rs：符號(hào)速率； BW：帶寬；SF：擴(kuò)頻因子

傳輸時(shí)間

ToA = ( (2^SF) / BW ) * Nsymbol SF：擴(kuò)頻因子；BW：帶寬；ToA：空中傳輸時(shí)間，單位為毫秒；Nsymbol：符號(hào)數(shù)

不同的調(diào)制參數(shù)，符號(hào)數(shù)計(jì)算的方式也不同。

5、LoRa 帶寬

增加信號(hào)帶寬可以使用更高的數(shù)據(jù)速率，因此會(huì)減少傳輸時(shí)間，代價(jià)是降低了接收靈敏度。LoRa 調(diào)制解調(diào)器工作在中心頻率的一個(gè)可編程的帶寬中。

LoRa 帶寬支持以下設(shè)置：

6、LoRa 收發(fā)數(shù)據(jù)緩沖區(qū) (雙向 FIFO)

LoRa 內(nèi)部的收發(fā)緩沖區(qū)大小為 256 字節(jié)，如果設(shè)備工作在半雙工模式下，則可以收發(fā)獨(dú)占 256 字節(jié)；如果工作在全雙工模式，則收發(fā)共享 256 字節(jié)(一般做法是各自占 128 字節(jié))。

7、SPI 時(shí)序圖 (LoRa 端為 Slave, SPI_Mode=0x00)

8、注意事項(xiàng)

8.1活動(dòng)信道檢測(cè) (CAD)

CAD 模式下接收機(jī)周期性檢測(cè)信道中的前導(dǎo)碼，如果發(fā)現(xiàn)前導(dǎo)碼則喚醒進(jìn)入接收模式，CAD 的周期應(yīng)短于前導(dǎo)碼發(fā)射時(shí)長(zhǎng)，發(fā)送者前導(dǎo)碼發(fā)送的越短接收機(jī)越要頻繁的檢測(cè)，要想降低檢測(cè)頻率則需要發(fā)送很長(zhǎng)的前導(dǎo)碼，需要根據(jù)應(yīng)用場(chǎng)景權(quán)衡。

8.2組網(wǎng)

LoRa 一般為星型網(wǎng)絡(luò)連接，為了增加網(wǎng)絡(luò)容量和改善通信質(zhì)量，一般會(huì)吧一個(gè)網(wǎng)關(guān)下屬的節(jié)點(diǎn)分配為多個(gè)頻率或多個(gè)擴(kuò)頻因子，sx126x 和 sx127x 同一時(shí)間只能監(jiān)測(cè)一個(gè)信道，有網(wǎng)關(guān)專(zhuān)用芯片 sx1301，可以同時(shí)監(jiān)控 8 個(gè)頻率下的 6 個(gè)擴(kuò)頻因子，相當(dāng)于同時(shí)監(jiān)控 48 個(gè)信道，但是價(jià)格昂貴。在智能家居場(chǎng)景下網(wǎng)關(guān)可以采用兩個(gè) sx126x 來(lái)替代，通過(guò)將數(shù)據(jù)幀根據(jù)上下行，根據(jù)功能和重要程度區(qū)分為多個(gè)信道，結(jié)合 RTS (request to send) -CTS (Clear to send) 機(jī)制可以避免擁塞，具體策略可以根據(jù)需求再詳細(xì)定。

網(wǎng)關(guān)信道

網(wǎng)關(guān)信道選擇配置文件，基準(zhǔn)頻率是471.4MHz，下面8個(gè)分別是頻率的偏移量，可以知道網(wǎng)關(guān)能同時(shí)監(jiān)聽(tīng)8個(gè)不同的信道。

網(wǎng)關(guān)負(fù)載

一般情況下，LoRa物聯(lián)網(wǎng)絡(luò)采用的是LoRaWAN協(xié)議，從而其組網(wǎng)方式一般采用的是協(xié)議中的星形拓?fù)渚W(wǎng)絡(luò)，星形拓?fù)渚W(wǎng)絡(luò)示意圖如圖所示。

星形拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)

從上圖中可以看出，該組網(wǎng)方式屬于單跳網(wǎng)絡(luò)，傳感器終端與網(wǎng)關(guān)直接通信，再由網(wǎng)關(guān)將數(shù)據(jù)透?jìng)髦练?wù)器。在這個(gè)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)中，LoRa網(wǎng)關(guān)是一個(gè)透明傳輸?shù)闹欣^，連接終端設(shè)備和后端中央服務(wù)器。終端設(shè)備采用單跳與一個(gè)或多個(gè)網(wǎng)關(guān)通信，所有的節(jié)點(diǎn)與網(wǎng)關(guān)之間均是雙向通信。

星型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)是:網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,組網(wǎng)容易,方便管理與控制,網(wǎng)絡(luò)延遲短,傳輸誤碼率低.。星型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的主要缺點(diǎn)是：由于采用中央節(jié)點(diǎn)集中控制，因而資源共享能力差，而且一旦中央節(jié)點(diǎn)出現(xiàn)問(wèn)題,將導(dǎo)致整個(gè)網(wǎng)絡(luò)癱瘓。然而，在地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測(cè)應(yīng)用領(lǐng)域，或是監(jiān)測(cè)范圍覆蓋廣泛，或是安裝環(huán)境復(fù)雜危險(xiǎn)、或是兩者兼具，因此一旦出現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)癱瘓，常常需要耗費(fèi)大量的人力物力進(jìn)行設(shè)備的維護(hù)，這就在相當(dāng)程度上增加了監(jiān)測(cè)成本、也降低了監(jiān)測(cè)效果的持續(xù)性與穩(wěn)定性。

因?yàn)樾切谓M網(wǎng)里網(wǎng)關(guān)是最重要的一環(huán)，如果網(wǎng)關(guān)超負(fù)荷，那么整個(gè)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)將癱瘓，所以要重點(diǎn)關(guān)注網(wǎng)關(guān)的負(fù)載量，也就是單網(wǎng)關(guān)能容納的節(jié)點(diǎn)數(shù)量。

論值

假設(shè)單個(gè)網(wǎng)關(guān)每天最多可以接收a個(gè)數(shù)據(jù)包，每個(gè)節(jié)點(diǎn)的應(yīng)用發(fā)包頻率是每小時(shí)b個(gè)數(shù)據(jù)包的話，那么，單個(gè)網(wǎng)關(guān)最多可以容納的節(jié)點(diǎn)的數(shù)目的理論值的計(jì)算式如下：

S=a/(24*b)。

比如，單個(gè)LoRaWAN網(wǎng)關(guān)如果搭載一個(gè)SX1301芯片的話，其每天最多可以接收150萬(wàn)個(gè)數(shù)據(jù)包，如果應(yīng)用發(fā)包頻率是每小時(shí)1包的話，那么理論上該LoRaWAN網(wǎng)關(guān)可以接入的節(jié)點(diǎn)的數(shù)目 S = 1500000/(24*1) = 62500個(gè)。

實(shí)際值

單個(gè)網(wǎng)關(guān)可以容納的節(jié)點(diǎn)的數(shù)目的實(shí)際值比理論值的計(jì)算要復(fù)雜的多。對(duì)于確定的某個(gè)網(wǎng)關(guān)來(lái)說(shuō)，其每天最多可以接收的數(shù)據(jù)包也是確定的，難就難在每個(gè)節(jié)點(diǎn)到底每天發(fā)多少個(gè)包。

在同一個(gè)應(yīng)用場(chǎng)景下，我們每天需要該節(jié)點(diǎn)發(fā)送的總的數(shù)據(jù)長(zhǎng)度是確定的，但是，確定長(zhǎng)度的數(shù)據(jù)到底要以怎樣的封包長(zhǎng)度、發(fā)送速率來(lái)發(fā)送，就不確定了。封包長(zhǎng)度如果不同，勢(shì)必需要發(fā)送的包的數(shù)量也就不同。

比如，在不同的信號(hào)強(qiáng)度下，所用到的擴(kuò)頻因子SF也不同，那么，能發(fā)送的數(shù)據(jù)的長(zhǎng)度也就不同，每次能發(fā)送的數(shù)據(jù)的長(zhǎng)度不同就會(huì)導(dǎo)致需要分成的包的數(shù)量也不相同，從而導(dǎo)致即使使用同樣的網(wǎng)關(guān)、同樣的節(jié)點(diǎn)，但在節(jié)點(diǎn)的不同業(yè)務(wù)模式下，也會(huì)出現(xiàn)單個(gè)網(wǎng)關(guān)容納節(jié)點(diǎn)的最大數(shù)目并不相同的情況。

對(duì)于有8個(gè)信道的網(wǎng)關(guān)來(lái)說(shuō)，在沒(méi)有LBT(發(fā)包前監(jiān)聽(tīng)信道)的前提下，具體的計(jì)算公式為：

信道容量（即節(jié)點(diǎn)數(shù)量）S=8T/2et0

其中，8代表8個(gè)信道，T代表發(fā)送間隔，跟封包長(zhǎng)度、速率有關(guān)系，1/2e 是基本Aloha算法最大吞吐量，e是常數(shù)，等于2.718，t0代表單包的ToA（Time on Air）。

在10字節(jié)負(fù)載的前提下，速率與ToA的關(guān)系如下表所示。

舉一個(gè)例子，假如使用SX1301芯片，在沒(méi)有LBT(發(fā)包前監(jiān)聽(tīng)信道)的情況下，并且平均每個(gè)包空中飛行時(shí)間t0=100ms（因此t0=0.1s），平均每個(gè)包一分鐘發(fā)一次（因此T=60s），那么可以容納多少這樣的平均節(jié)點(diǎn)呢？S=8*60/(2*2.718*0.1)=883 ，因此，可以容納883個(gè)節(jié)點(diǎn)。

而且，采用不同算法，也會(huì)導(dǎo)致最大吞吐量的變化，從而引起理論容量的變化。

比如，如果前提條件修改成每個(gè)節(jié)點(diǎn)都帶有LBT功能，采用時(shí)隙Aloha算法而不是之前的基本Aloha算法來(lái)評(píng)估，則由于算法不同，導(dǎo)致最大吞吐量不同，此時(shí)最大吞吐量是1/e，因此信道容量（即節(jié)點(diǎn)數(shù)量）S=8T/et0 ，從而 ，則理論容量增加一倍，即883*2=1766個(gè)節(jié)點(diǎn)。

LoRa模塊信道

由以上網(wǎng)關(guān)設(shè)置可以知道，與網(wǎng)關(guān)通訊需要和網(wǎng)關(guān)處于同一頻段，本節(jié)點(diǎn)通過(guò)配置可使用全頻段，但為了與網(wǎng)關(guān)匹配，將幾點(diǎn)信道設(shè)置為CN470中國(guó)頻段的信道1（470.5MHz）。需要將模塊設(shè)置為跳頻模式，即終端聯(lián)網(wǎng)模式，然后再配置接收及發(fā)送頻率符合網(wǎng)關(guān)的信道范圍，如圖，將LoRa模塊信道配置為470.5MHz。

首先使用中國(guó)地區(qū)頻段CN470：

其次固定通訊頻率為信道1：

節(jié)點(diǎn)入網(wǎng)

設(shè)備為了與服務(wù)器通訊并加入LoRaWAN網(wǎng)絡(luò)，需要將設(shè)備獨(dú)一無(wú)二的注冊(cè)信息填入服務(wù)器，用于服務(wù)器對(duì)節(jié)點(diǎn)進(jìn)行判認(rèn)，使被允許的設(shè)備入網(wǎng)，這個(gè)過(guò)程就叫節(jié)點(diǎn)入網(wǎng)或者說(shuō)時(shí)設(shè)備激活。通常有兩種激活設(shè)備的方式。一種是OTAA (Over-The-Air Activation) 激活方式也叫空中激活方式，是在部署設(shè)備或者重置設(shè)備時(shí)使用的激活方式。另一種是ABP入網(wǎng)方式 (Activation By Personalization)也叫作獨(dú)立激活方式，這種入網(wǎng)方式的特點(diǎn)是設(shè)備的初始化和激活是一并完成的。

在激活之后，終端設(shè)備會(huì)將DevAddr（節(jié)點(diǎn)地址），AppEUI（應(yīng)用程序ID），NwkSKey (網(wǎng)絡(luò)安全密碼)，AppSKey (應(yīng)用安全密碼)存儲(chǔ)在自己的運(yùn)行空間內(nèi)。

9、Lora模塊介紹

LoRa模塊為基于LPWAN的遠(yuǎn)距離無(wú)線通信模塊，支持LORAWAN標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議，串口數(shù)據(jù)透?jìng)麟p向通訊，主要應(yīng)用在智能抄表、智慧路燈、智慧農(nóng)業(yè)、智能停車(chē)、智能安防等領(lǐng)域。LoRa技術(shù)具有遠(yuǎn)距離、低功耗、多節(jié)點(diǎn)、低成本的特性基于LoRaWAN的網(wǎng)絡(luò)能夠提供安全的數(shù)據(jù)傳輸距離遠(yuǎn)的雙向通信，并且用最少的網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施覆蓋城市區(qū)域，LoRa技術(shù)在智慧農(nóng)業(yè)、智慧建筑、智慧物流等多種應(yīng)用場(chǎng)景中都將得到廣泛應(yīng)用。

9.1 LoRa所擁有頻段

915 MHz：在美國(guó)，有功率限制，沒(méi)有占空比限制；

868 MHz：在歐洲；

433 MHz：在亞洲。中國(guó)目前LoRa組網(wǎng)頻段:470-510MHz。

9.2模塊分類(lèi)

以華普為L(zhǎng)ora模塊為例，Lora模塊分為：Lora SPI模塊，Lora 透?jìng)髂K，Lorawan模塊

9.3模塊選型

我們可以從以下五種方面對(duì)LoRa模塊進(jìn)行考量。

9.4終端LoRa應(yīng)用方案

LoRa數(shù)據(jù)傳輸是無(wú)線核輻射監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的第二個(gè)環(huán)節(jié)，選定合適的探測(cè)設(shè)備后，將探測(cè)設(shè)備與終端連接，將前端探測(cè)設(shè)備測(cè)量的數(shù)據(jù)傳輸至終端中，當(dāng)需要更新數(shù)據(jù)時(shí)，網(wǎng)關(guān)發(fā)送Beacon信號(hào)，Lora模塊和終端繼而被喚醒，有一段Ping slot接收窗口接收到來(lái)自服務(wù)器的信息，接收到信息后，節(jié)點(diǎn)被喚醒，繼而發(fā)送數(shù)據(jù)至網(wǎng)關(guān)和服務(wù)器

設(shè)備喚醒

當(dāng)服務(wù)器需要更新數(shù)據(jù)時(shí)，向網(wǎng)關(guān)發(fā)送信號(hào)，網(wǎng)關(guān)再向LoRa模塊發(fā)送喚醒信號(hào)，繼而通過(guò)MCU喚醒終端設(shè)備。具體終端通訊連接圖和空中喚醒流程圖如圖。

喚醒流程圖

數(shù)據(jù)發(fā)送

LoRa數(shù)據(jù)傳輸是無(wú)線核輻射監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的第二個(gè)環(huán)節(jié)，選定合適的探測(cè)設(shè)備后，將探測(cè)設(shè)備與終端連接，將前端探測(cè)設(shè)備測(cè)量的數(shù)據(jù)傳輸至終端中，當(dāng)需要更新數(shù)據(jù)時(shí)，網(wǎng)關(guān)發(fā)送Beacon信號(hào)，Lora模塊和終端繼而被喚醒，有一段Ping slot接收窗口接收到來(lái)自服務(wù)器的信息，接收到信息后，節(jié)點(diǎn)被喚醒，繼而發(fā)送數(shù)據(jù)至網(wǎng)關(guān)和服務(wù)器。

終端硬件組網(wǎng)

10、縮寫(xiě)

縮寫(xiě) 全稱(chēng) 含義

ACR Adjacent Channel Rejection 鄰道擬制

β Modulation Index 調(diào)制指數(shù)

BER Bit Error Rate 誤碼率

BR Bit Rate 比特率

BT Bandwidth-Time bit period product -

BW BandWidth 帶寬

CAD Channel Activitiy Detection 信道活動(dòng)檢測(cè)

CPOL Clock Polarity 時(shí)鐘極性

CPHA Clock Phase 時(shí)鐘相位

CR Coding Rate 編碼率

CW Continuous Wave 連續(xù)波

POR Power On Reset 上電復(fù)位

DIO Digital Input / Output 數(shù)字 IO

DSB Double Side Band 雙邊帶

FEC Forward Error Correction 前向糾錯(cuò)

FSK Frequency Shift Keying 頻移鍵控

GFSK Gaussian Frequency Shift Keying 高斯頻移鍵控

GMSK Gaussian Minimum Shift Keying 高斯最小移位鍵控

IF Intermediate Frequencies 中頻

DC-DC Direct Current to Direct Current converter 直流-直流電壓轉(zhuǎn)換

LDO Low-Dropout 低壓差線穩(wěn)壓器

LDRO Low Data Rate Optimization 低數(shù)據(jù)速率優(yōu)化

LFSR Linear-Feedback Shift Register 線性移位寄存器

LNA Low-Noise Amplifier 低噪放

LO Local Oscillator 本地震蕩器

NRZ Non-Return-to-Zero 不歸零編碼

OCP Over Current Protection 過(guò)流保護(hù)

PA Power Amplifier 功放

PER Packet Error Rate 包錯(cuò)誤率

RFO Radio Frequency Output 射頻輸出

SF Spreading Factor 擴(kuò)頻因子

SNR Signal to Noise Ratio 信噪比

TCXO Temperature-Compensated Crystal Oscillator 溫度補(bǔ)償晶體振蕩器

XOSC Crystal Oscillator 晶體振蕩器

RSSI Received Signal Strength Indicator 接收信號(hào)強(qiáng)度指示器

ADR Adaptive Data Rate 自適應(yīng)數(shù)據(jù)速率

AFA Adaptive Frequency Agility -

LBT Listen Before Talk 對(duì)講前監(jiān)聽(tīng)

SSL Secure Socket Layer 安全套接字層

供應(yīng)商A：華普微

https://www.hoperf.cn/

1、產(chǎn)品能力

（1）選型手冊(cè)

https://www.hoperf.cn/Home/Product/moreProduct/from_id/237.html

（2）主推型號(hào)1：RFM68LC

對(duì)應(yīng)的產(chǎn)品詳情介紹

RFM68LC 是一款基于 Semtech LLCC68 收發(fā)器芯片開(kāi)發(fā)的超低功耗、高性能、適用于各種 150MHz 至 960MHz 長(zhǎng)距離無(wú)線應(yīng)用的 LoRa 收發(fā)模塊。RFM68LC 的高度集成化，可以簡(jiǎn)化系統(tǒng)設(shè)計(jì)中所需的外圍 器件，高達(dá)+22dBm 的發(fā)射功率以及-129dBm 的接收靈敏度可以極大地優(yōu)化無(wú)線應(yīng)用的鏈路性能。RFM68LC 在-129dBm 接收靈敏度的工作條 件下，電流損耗僅為 8.8mA，如果工作在超低功耗接收模式下，還可 以進(jìn)一步降低電流損耗。RFM68LC 還支持 Duty-Cycle 運(yùn)行模式，信道偵聽(tīng)，高精度 RSSI，上電復(fù)位等功能，使得客戶的應(yīng)用設(shè)計(jì)更加 靈活，更容易實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的差異化。

LoRa收發(fā)模塊RFM68LC應(yīng)用范圍

自動(dòng)抄表、家居安防及樓宇自動(dòng)化、ISM 波段數(shù)據(jù)通訊、工業(yè)監(jiān)控及控制、安防系統(tǒng)、遙控應(yīng)用、智能儀表、供應(yīng)鏈與物流、智能農(nóng)業(yè)、智慧城市、零售業(yè)、資產(chǎn)跟蹤、智慧路燈、智能停車(chē)、環(huán)境監(jiān)測(cè)、健康監(jiān)測(cè)

硬件參考設(shè)計(jì)

研發(fā)設(shè)計(jì)注意使用事項(xiàng)

1、LORA板載天線與主板鋪銅間距需要保持3mm以上，π型電路走線線寬需要保持一致

2、a為保證天線性能，調(diào)試射頻電路，做50歐姆阻抗匹配，測(cè)試天線輻射功率。詳見(jiàn)：AE23080260測(cè)試方案 LORA PCB天線測(cè)試方案庫(kù)沉淀項(xiàng)目

3、LORA模塊接口電平為3.3V, 如主控接口電平為3.3V，可以直接連接無(wú)需電平轉(zhuǎn)換，例如：芯海GS32L010, 否則需要增加電平轉(zhuǎn)換電路,如AM430EV5,IO接口電平為1.8v,需增加電平轉(zhuǎn)換電路。

核心料（哪些項(xiàng)目在用）

奇跡物聯(lián)測(cè)溫終端項(xiàng)目、奇跡物聯(lián)壓力檢測(cè)終端項(xiàng)目、奇跡物聯(lián)Lora開(kāi)源網(wǎng)關(guān)項(xiàng)目

2、支撐

（1）技術(shù)產(chǎn)品

技術(shù)資料

本文章源自奇跡物聯(lián)開(kāi)源的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用知識(shí)庫(kù)Cellular IoT Wiki，更多技術(shù)干貨歡迎關(guān)注收藏Wiki：Cellular IoT Wiki 知識(shí)庫(kù)（https://rckrv97mzx.feishu.cn/wiki/wikcnBvAC9WOkEYG5CLqGwm6PHf）

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Cellular IoT Wiki初心：

在我們長(zhǎng)期投身于蜂窩物聯(lián)網(wǎng) ODM/OEM 解決方案的實(shí)踐過(guò)程中，一直被物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)碎片化與產(chǎn)業(yè)資源碎片化的問(wèn)題所困擾。從產(chǎn)品定義、芯片選型，到軟硬件研發(fā)和測(cè)試，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的碎片化以及產(chǎn)業(yè)資源的碎片化，始終對(duì)團(tuán)隊(duì)的產(chǎn)品開(kāi)發(fā)交付質(zhì)量和效率形成制約。為了減少因物聯(lián)網(wǎng)碎片化而帶來(lái)的重復(fù)開(kāi)發(fā)工作，我們著手對(duì)物聯(lián)網(wǎng)開(kāi)發(fā)中高頻應(yīng)用的技術(shù)知識(shí)進(jìn)行沉淀管理，并基于 Bloom OS 搭建了不同平臺(tái)的 RTOS 應(yīng)用生態(tài)。后來(lái)我們發(fā)現(xiàn)，很多物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)品開(kāi)發(fā)團(tuán)隊(duì)都面臨著相似的困擾，于是，我們決定向全體物聯(lián)網(wǎng)行業(yè)開(kāi)發(fā)者開(kāi)放奇跡物聯(lián)內(nèi)部沉淀的應(yīng)用技術(shù)知識(shí)庫(kù) Wiki，期望能為更多物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)品開(kāi)發(fā)者減輕一些重復(fù)造輪子的負(fù)擔(dān)。

Cellular IoT Wiki沉淀的技術(shù)內(nèi)容方向如下：

奇跡物聯(lián)的業(yè)務(wù)服務(wù)范圍：基于自研的NB-IoT、Cat1、Cat4等物聯(lián)網(wǎng)模組，為客戶物聯(lián)網(wǎng)ODM/OEM解決方案服務(wù)。我們的研發(fā)技術(shù)中心在石家莊，PCBA生產(chǎn)基地分布在深圳、石家莊、北京三個(gè)工廠，滿足不同區(qū)域&不同量產(chǎn)規(guī)模&不同產(chǎn)品開(kāi)發(fā)階段的生產(chǎn)制造任務(wù)。跟傳統(tǒng)PCBA工廠最大的區(qū)別是我們只服務(wù)物聯(lián)網(wǎng)行業(yè)客戶。

連接我們，和10000+物聯(lián)網(wǎng)開(kāi)發(fā)者一起 降低技術(shù)和成本門(mén)檻

讓蜂窩物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用更簡(jiǎn)單~~

哈哈你終于滑到最重要的模塊了，

千萬(wàn)不！要！劃！走！忍住沖動(dòng)！~

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審核編輯 黃宇