Giới thiệu LoRa ™ !: 19 Bước

2024 Tác giả: John Day | [email protected]. Sửa đổi lần cuối: 2024-01-30 13:33

LoRa ™ = Đo từ xa dữ liệu không dây Phạm vi dài và liên quan đến phương pháp điều chế dữ liệu trải phổ không dây 2 chiều VHF / UHF triệt để gần đây đã được phát triển và đăng ký nhãn hiệu (™) bởi Semtech - một công ty điện tử đa quốc gia Hoa Kỳ lâu đời (1960). Tham khảo [1] =>

Công nghệ đằng sau LoRa ™ được phát triển bởi Cycleo, một công ty Pháp được Semtech mua lại vào năm 2012. LoRa ™ là độc quyền, nhưng nó dường như sử dụng một số loại điều chế "tần số quét" xung FM "đơn giản hơn" (Chirp Spread Spectrum) hơn là DSSS (SS trình tự trực tiếp) hoặc FHSS (SS nhảy tần số).

Trang web của Semtech đề cập rằng "Công nghệ LoRa ™ mang lại lợi thế ngân sách liên kết 20dB so với các giải pháp hiện có, giúp mở rộng đáng kể phạm vi của bất kỳ ứng dụng nào trong khi vẫn cung cấp mức tiêu thụ hiện tại thấp nhất để tối đa hóa tuổi thọ pin."

Phạm vi được xác nhận thường là x10 của các hệ thống dữ liệu không dây UHF thông thường. Có thể so sánh với các thiết lập dữ liệu băng tần hẹp thông thường, LoRa ™ cung cấp 100 giây thay vì 10 giây, vài 1000m thay vì chỉ 100 giây. Ảo thuật !

LoRa ™ hơi phức tạp, vì nó sử dụng các thuật ngữ và yêu cầu cài đặt có thể không quen thuộc với nhiều người dùng "bình thường". Tuy nhiên, thật thú vị, có thể xác minh các xác nhận quyền sở hữu bằng các thiết lập đơn giản - ở đây sử dụng micro PICAXE trị giá 3 đô la Mỹ được ghép nối từ Vương quốc Anh làm bộ điều khiển. PICAXE gần như lý tưởng cho các thử nghiệm như vậy vì chúng được lập trình ở mức BASIC được thông dịch ở mức cao và mọi chi phí tốc độ thực thi đều là ngẫu nhiên đối với dữ liệu s-l-o-w LORA ™! Tham khảo [2] => www.picaxe.com

Bước 1: Semtech's SX127x

Trong những thập kỷ gần đây, và được hỗ trợ bởi quá trình xử lý PC giá rẻ, các chế độ kỹ thuật số thông minh đa dạng đã được phát triển (đặc biệt là bằng sóng vô tuyến) để HF tần số thấp hơn (3-30MHz) hoạt động ở nơi băng thông quý giá. (Điều chế trải phổ đói băng thông thường là bất hợp pháp trên các tần số thấp hơn này). Một số chế độ có thể trải dài khắp đại dương với công suất thấp (một vài Watts) nhưng chậm và cần phần mềm PC phức tạp để mã hóa / giải mã, cùng với các kết nối rất nhạy cảm. máy thu và ăng ten đáng kể. Tham khảo [3] =>

Tuy nhiên, vi mạch RF VHF / UHF SX127x LoRa ™ của Semtech chứa hầu hết mọi thứ trong một con chip thông minh có kích thước ~ 4 đô la Mỹ!

* Cập nhật đầu năm 2019: Semtech gần đây đã nâng cấp dòng SX127x, với các mô-đun dựa trên SX126x mới của họ trông RẤT đáng giá. Tham khảo thêm các bình luận ở cuối Có thể hướng dẫn.

Semtech tạo ra một số biến thể vi mạch RF, với SX1278 có tần số UHF thấp hơn nghiêng để phù hợp với người dùng băng tần 433 MHz ISM. Tần suất cao hơn. Các dịch vụ 800-900 MHz hấp dẫn đối với công việc chuyên nghiệp hơn, mặc dù ở các tần số gần 1GHz này, khả năng giảm đột lỗ RF và khả năng hấp thụ đường tín hiệu có thể là một vấn đề. Tuy nhiên, tần số GHz phụ có tiếng ồn thấp hơn, công suất phát cao hơn hợp pháp và ăng ten độ lợi cao nhỏ gọn hơn có thể bù đắp điều này.

Cũng như LoRa ™.modulation (trong hình), mô-đun thu phát SX127x cũng có thể tạo ra tín hiệu FSK, GFSK, MSK, GMSK, ASK / OOK và thậm chí cả FM (Mã Morse!) Để phù hợp với các hệ thống cũ. Tham khảo bảng dữ liệu Semtech (131 trang!) [4] => www.semtech.com/images/datasheet/sx1276.pdf

Lưu ý: HOPERF, một công ty dữ liệu không dây lâu đời của Trung Quốc, cung cấp các mô-đun LoRa ™ với vi mạch "'7 a side" RF96 / 97/98 có vẻ giống với SX127x của Semtech. Tuy nhiên, vẫn chưa biết nếu đây chỉ là nguồn cung ứng LoRa ™ thứ 2 của Châu Á…

Bước 2: LoRa ™ lan truyền Lợi ích của Spectrum

Hệ thống SS (Spread Spectrum) không phải là mới, nhưng sự phức tạp của chúng có nghĩa là chúng quá đắt đối với nhiều người dùng cho đến khi các phương pháp vi điện tử hiện đại phát triển. Vì các kỹ thuật SS cung cấp khả năng can thiệp đáng kể và khả năng miễn nhiễm mờ dần, bảo mật và các đường truyền "không thể phát hiện", chúng từ lâu đã trở thành lĩnh vực của quân đội - thậm chí từ thời Thế chiến 2. Hãy xem tác phẩm tuyệt vời những năm 1940 của nữ diễn viên phim bom tấn Hedy Lamarr! [5] =>

Khả năng điều chế Chirp SS của LoRa ™, cũng như hưởng các lợi ích SS khác, cũng có thể cung cấp khả năng miễn nhiễm "dịch chuyển tần số" hiệu ứng Doppler - có lẽ rất quan trọng trong các ứng dụng vô tuyến vệ tinh LEO (Quỹ đạo Trái đất thấp) di chuyển nhanh. Xem [6] =>

Nhưng - ở đây trên trái đất - hầu hết sự chú ý phát sinh từ các tuyên bố của Semtech (và quảng cáo 2014-2015 của nhiều người khác bao gồm -IBM & MicroChip!), Rằng các thiết bị LoRa ™ trải phổ UHF thấp sẽ tăng phạm vi ít nhất là một bậc độ lớn (x 10) qua các mô-đun dữ liệu NBFM (FM băng tần hẹp) truyền thống trong các điều kiện và thiết lập tương tự.

Phần lớn sự gia tăng phạm vi đáng kinh ngạc này dường như đến từ khả năng làm việc DƯỚI ĐÂY mức ồn của LoRa. Cơ sở của điều này có thể liên quan đến tiếng ồn là ngẫu nhiên (& do đó tự hủy trong một khoảng thời gian), trong khi một tín hiệu được đặt hàng (với nhiều mẫu do đó "xây dựng nó"). Tham khảo khái niệm tại hình ảnh lướt đính kèm!

Mặc dù các máy phát mức mW "có mùi điện tử dầu" được cấp điện rất thấp do đó có thể khả thi (& các thiết lập chạy bằng pin có thể có thời hạn sử dụng gần có thể là vài năm), tuy nhiên, nhược điểm của LoRa ™ là các liên kết dải dài tín hiệu yếu có thể được liên kết với tốc độ dữ liệu rất thấp (<1kbps). Điều này có thể là ngẫu nhiên đối với việc giám sát IoT (Internet of Things) không thường xuyên trong các ứng dụng liên quan đến nhiệt độ, đọc đồng hồ, trạng thái và bảo mật, v.v.

Bước 3: SIGFOX - Đối thủ IoT dựa trên mạng?

Có lẽ đối thủ không dây tầm xa LPWA (Low Power Wide Area) IoT gần nhất của LoRa ™ là công ty Pháp SIGFOX [7] =>

Không giống như LoRa ™ độc quyền của Semtech, các thiết bị của SigFox có nguồn mở dễ chịu, NHƯNG chúng yêu cầu một mạng liên kết chuyên biệt. Do đó, chúng trở nên vô dụng, giống như điện thoại di động, khi nằm ngoài vùng phủ sóng của mạng SigFox - một yếu tố đặc biệt đáng chú ý ở các vùng xa xôi (hoặc đối với nhiều quốc gia chưa được phục vụ!). Phí dịch vụ đang diễn ra hoặc tiến bộ kỹ thuật tăng vọt cũng có thể trở thành một vấn đề - Dịch vụ Internet không dây 900 MHz "Ricochet" xấu số cuối thập niên 90 của Metricom xuất hiện trong tâm trí [8] => https://en.wikipedia.org/wiki/Ricochet_% 28 Internet…

Các thiết bị SigFox khác với LoRa ™ ở việc sử dụng các “kênh” vô tuyến 100Hz UNB (băng siêu hẹp), với điều chế BPSK (Binary Phase Shift Keying) ở tốc độ 100bps. Máy phát tương tự pin 10-25 mW thân thiện, nhưng trong các băng tần 868-902 MHz miễn phí giấy phép. Các trạm gốc trên mái nhà, kết nối với Internet qua cáp quang, v.v., có bộ thu -142dBm cực nhạy. Có thể dẫn đến phạm vi 10 km (do đó tương tự như LoRa ™) - các liên kết dữ liệu đã được báo cáo từ máy bay bay cao và tàu ngoài khơi khi ở gần các trạm gốc SigFox.

Nhưng chỉ cho phép các tin nhắn 12 byte, giới hạn 6 tin nhắn mỗi giờ. Thông tin đến sau một vài giây, nhưng mạng SigFox không thể hỗ trợ giao tiếp thời gian thực như ủy quyền thẻ tín dụng và hệ thống phù hợp nhất với "đoạn mã" dữ liệu được truyền vài lần trong ngày. Thông thường, những điều này có thể bao gồm đọc đồng hồ đo tiện ích từ xa, giám sát lưu lượng và mức độ, theo dõi tài sản, cảnh báo khẩn cấp hoặc chỗ đậu xe ô tô - sau này là tài sản thực!

Mạng SigFox khá đơn giản và có thể được triển khai với chi phí chỉ bằng một phần nhỏ so với hệ thống di động truyền thống. Tây Ban Nha và Pháp đã được phủ sóng với ~ 1000 trạm gốc (so với 15, 000 cho dịch vụ di động tiêu chuẩn), với Bỉ, Đức, Hà Lan, Anh (thông qua Arqiva) và Nga sẽ sớm theo sau. Các thử nghiệm cũng đang được tiến hành ở San Francisco, Tuy nhiên, Sigfox không trực tiếp xây dựng các mạng này mà ký hợp đồng với các công ty địa phương để xử lý việc triển khai tương đối đơn giản các trạm gốc và ăng-ten trên mái nhà.. Việc triển khai có thể nhanh chóng và tiết kiệm chi phí - đối tác triển khai của họ ở Tây Ban Nha đã chi 5 triệu đô la để triển khai mạng lưới trên toàn quốc chỉ trong 7 tháng. Các đối tác địa phương này sau đó bán lại các dịch vụ IoT, với mức phí người dùng cuối khoảng ~ 8 đô la Mỹ một năm cho mỗi thiết bị.

Việc áp dụng phương pháp SigFox đã rất ấn tượng, với việc huy động vốn đầu năm 2015 lên tới> 100 triệu đô la Mỹ. Các đối thủ không dây TI / CC (Texas Instruments / ChipCon), những người gần đây đã gia nhập SigFox, trên thực tế chỉ ra rằng Lora ™ có thể có điểm yếu - xem [9] =>

Khó xác định được các cuộc điều tra về SigFox, nhưng hãy xem thông tin chi tiết cấp độ "Có thể hướng dẫn" [10] =>

Có thể là cả hai cách tiếp cận cuối cùng cùng tồn tại, giống như radio 2 chiều (= LoRa ™) và điện thoại di động (= SigFox) cho các cuộc gọi cấp độ giọng nói. Hiện tại (tháng 5 năm 2015) LoRa ™ chắc chắn là CÁCH để khám phá các khả năng không dây IoT tầm xa- hãy đọc tiếp!

Bước 4: Mô-đun LoRa ™ Trung Quốc -1

Mặc dù là một phát minh của Liên minh Châu Âu, nhưng động cơ SX127x LoRa ™ của Semtech đã được các nhà sản xuất Trung Quốc hết sức săn đón. Khả năng chọc thủng các tòa nhà cản trở của LoRa ở các thành phố đông đúc ở châu Á chắc chắn rất hấp dẫn.

Các nhà sản xuất ở thành phố điện tử lớn của Trung Quốc là Thâm Quyến (gần Hồng Kông) đã đặc biệt nhiệt tình, với các dịch vụ được ghi nhận từ những "nhà sản xuất" như Dorji, Appcon, Ulike, Rion / Ron, HopeRF, VoRice, HK CCD, Shenzhen Taida, SF, NiceRF, YHTech & GBan. Mặc dù sơ đồ chân giao diện của chúng khác nhau đôi chút, nhưng 2 mô-đun "vi kiểm duyệt" từDorji, Appcon, VoRice & NiceRFseem gần như được thiết kế riêng.

Do đó, Googling mở rộng được khuyến nghị cho những người sau khi mua số lượng lớn, hàng mẫu, giao hàng miễn phí, hiểu biết kỹ thuật rõ ràng hơn, truy cập tốt hơn vào các tính năng / chân của SX127x, điều khiển dễ dàng hơn, trọng lượng nhẹ hơn, bao bì chắc chắn (kiểu YTech'sE32-TTL-100), v.v. Duyệt như EBay, Alibaba hoặc Aliexpress [11] =>

Bước 5: Mô-đun LoRa ™ Trung Quốc - 2

Hãy cảnh giác rằng các mô-đun chip đơn rẻ hơn (<US $ 10) điều khiển SX1278 thông qua SPI (Giao diện ngoại vi nối tiếp) được liên kết đồng hồ tẻ nhạt. Mặc dù chúng lớn hơn và đắt hơn (~ US $ 20), hai mô-đun LoRa ™ chip sử dụng MCU thứ 2 trên bo mạch (vi điều khiển) cho liên kết SX1278 và thường dễ dàng cấu hình và làm việc nhanh hơn nhiều. Hầu hết đều cung cấp khả năng xử lý dữ liệu minh bạch TTL (Transistor Logic) tiêu chuẩn công nghiệp thân thiện thông qua các chân RXD & TXD đơn giản. Đèn LED nhỏ màu đỏ và xanh lam thường được trang bị trên các mô-đun TTL - tiện dụng cho những hiểu biết sâu sắc về TX / RX.

LƯU Ý: Các sản phẩm 8 chân có thể sử dụng khoảng cách chân 2mm thay vì tiêu chuẩn 2,54 mm (1/10 inch), điều này có thể hạn chế việc đánh giá bảng mạch không hàn.

Mặc dù giá thiết bị TTL LoRa ™ gần như tăng gấp đôi có thể làm nản lòng, nhưng những người thích mua sắm có thể cân nhắc các bảng rẻ hơn (cả mua & vận chuyển) mà không có ổ cắm SMA & phù hợp với không khí "cao su". Tất nhiên, nó sẽ không chuyên nghiệp bằng, nhưng một chiếc roi sóng ¼ đơn giản (dài ~ 165mm) có thể dễ dàng được làm từ dây thép vụn. Điều này thậm chí có thể thực hiện quá trình ăng ten "cao su vịt" - đặc biệt là nếu được nâng cao!

Nhìn chung (và -có khả năng bị ảnh hưởng nhanh chóng bởi các dịch vụ ngày càng nhiều), tại thời điểm viết bài (giữa tháng 4 năm 2015) DRF1278DM của Dorji's 433 MHz dường như là cách dễ nhất để bắt đầu với LoRa ™. Tuy nhiên, khả năng truy cập sơ đồ chân giới hạn của mô-đun này, điều chỉnh mức HEX và nhu cầu điện áp cung cấp cao hơn (3,4 -5,5V) có thể là một hạn chế.

Bước 6: Dorji DRF1278DM

Nhà sản xuất Trung Quốc Shenzhen Dorji bán các mô-đun DRF1278DM được điều khiển vi mô này với giá ~ 20 đô la Mỹ mỗi mô-đun từ Tindie [12] =>

7 chân cắm cách nhau 2,54 mm thân thiện với bảng mạch thông thường (= 1/10 inch). Nguồn cung cấp giữa 3,4 - 5,5V là cần thiết. Tuy nhiên, thiết bị điện tử mô-đun hoạt động ở điện áp thấp hơn - có một bộ điều chỉnh điện áp 3.2V trên bo mạch. Nhu cầu cung cấp cao hơn này là điều khó chịu trong thời đại "3V" ngày nay, vì mặc dù điều này phù hợp với USB 5V (hoặc thậm chí các tế bào 3 x AA 1.5V cồng kềnh), nó ngăn cản việc sử dụng các tế bào đồng xu 3V Li đơn lẻ, v.v. Bộ điều chỉnh có lẽ có thể bị bỏ qua?

Bước 7: Bộ chuyển đổi USB DAC02

Bộ chuyển đổi USB - TTL giá rẻ (ở đây là DAC02 của Dorji) có thể được sử dụng để cấu hình mô-đun thông qua phần mềm PC "Công cụ RF". Tuy nhiên, các mô-đun không được hỗ trợ về mặt cơ học khi lắp vào và việc sử dụng nhiều lần có thể làm căng các chân…

Có rất nhiều bộ điều hợp tương tự với giá rất thấp, NHƯNG trước khi sử dụng, điều cần thiết là trước tiên phải đảm bảo các chức năng chân trên bộ điều hợp khớp với các chức năng trên mô-đun không dây! Nếu chúng không có (với hoán đổi VCC / GND phổ biến) thì có thể phải sử dụng các phương pháp tiếp cận chì bay. Mặc dù hơi tẻ nhạt, nhưng chúng cũng có thể linh hoạt hơn vì chúng phù hợp với cấu hình. của các mô-đun khác (tham khảo thiết lập bộ thu phát HC-12) và thậm chí hiển thị chương trình đầu cuối trực tiếp trên PC.

Bước 8: Công cụ cấu hình USB + SF, BW và CR Insights

Dưới đây là các màn hình điển hình của USB thân thiện với người dùng định cấu hình "Công cụ RF". Các mô-đun Dorji hoạt động hiệu quả, nhưng cài đặt tần số và công suất ít nhất phải được thay đổi theo quy định của địa phương. Nhiều quốc gia giới hạn công suất máy phát 433 MHz ở mức 25 mW (~ 14 dBm) hoặc thậm chí 10mW (10dBm) - đây là cài đặt công suất Dorji 5 & 3 tương ứng.

Băng tần ISM miễn phí giấy phép, bao gồm một lát ~ 1,7 MHz trong khoảng 433.050 - 434.790 MHz, KHÔNG cho phép truyền trên chính xác 433.000 MHz!

Việc xử lý dữ liệu minh bạch có vẻ rất may mắn khi xảy ra, có nghĩa là bất kỳ dữ liệu nối tiếp nào được đưa vào cuối cùng sẽ bị loại bỏ một cách giả tạo sau khi truyền "trực tuyến". Tuy nhiên, bộ đệm 256 byte được đồn đại trông giống 176 byte (chi phí CRC?), Một số cài đặt với công cụ Dorji rất khó diễn giải và các thay đổi "được viết" không phải lúc nào cũng được chấp nhận…

Tải xuống công cụ cấu hình DRF_Tool_DRF1278D.rar của Dorji (được liệt kê gần cột "Tài nguyên" RHS) qua => https://www.dorji.com/pro/RF-module/Medium_power_tranceiver.htmlKiểm tra thông tin chi tiết đa dạng (đặc biệt là từ trang 9-10) vào nó sử dụng và bộ điều hợp USB, v.v. =>

Giải thích các thuật ngữ trải phổ LoRa ™: (N. B. Tốc độ dữ liệu liên quan đến BW & SF)

BW (Độ rộng băng tần tính bằng kHz): Mặc dù chỉ 10 giây kHz BW có thể hấp dẫn, nhưng điều quan trọng là phải đánh giá cao rằng các tinh thể 32 MHz giá rẻ được sử dụng bởi nhiều mô-đun LoRa ™ (Dorji & HOPERF, v.v.) có thể không hoàn toàn khớp về tần số. Sự chênh lệch nhiệt độ và sự lão hóa cũng có thể phát sinh. Việc lựa chọn các băng thông hẹp hơn do đó có thể ngăn cản việc đồng bộ hóa mô-đun trừ khi sử dụng điều chỉnh nhiệt và tinh chỉnh tinh thể tẻ nhạt. Mặc dù các nhà sản xuất mô-đun LoRa ™ của Trung Quốc như Dorji khuyến nghị mức BW tối thiểu là 125 kHz, đối với hầu hết các mục đích, BW hẹp hơn là 62,5 kHz sẽ khá ổn. Tham khảo cột bảng bóng mờ được hiển thị trong Bước 10.

SF (Hệ số lan truyền “chip” dưới dạng nhật ký cơ số 2): Trong hệ thống SS, mỗi bit trong chuỗi nhị phân giả ngẫu nhiên được gọi là “chip”. Việc tăng từ 7 (2 ^ 7 = 128 xung chip trên mỗi biểu tượng) lên đến giới hạn 12 sẽ cải thiện độ nhạy lên 3dB mỗi bước, nhưng xấp xỉ. giảm một nửa tốc độ dữ liệu. Mặc dù do đó SF 11 (2 ^ 11 = 2048) nhạy hơn 12dB so với SF7, tốc độ dữ liệu giảm (ở 62,5 kHz BW) từ ~ 2700 bps xuống chỉ còn 268 bps. Máy phát tốc độ dữ liệu chậm cũng hoạt động lâu hơn và do đó cũng có thể tiêu thụ nhiều năng lượng hơn so với máy phát gửi dữ liệu nhanh hơn.

Tuy nhiên, tốc độ dữ liệu rất thấp có thể được chấp nhận cho việc giám sát IoT (Internet of Things) không thường xuyên (& mức tiêu hao năng lượng pin tăng lên gần như ngẫu nhiên), trong khi tăng phạm vi x 4 có thể cực kỳ đáng giá!

CR (Tỷ lệ mã hóa lỗi): Các thử nghiệm ban đầu của Vương quốc Anh sử dụng CR là 4/5. (Điều này biểu thị rằng cứ 4 bit hữu ích được mã hóa bởi 5 bit truyền). Tăng CR lên 4/8 sẽ kéo dài thời gian truyền ~ 27%, nhưng cải thiện khả năng tiếp nhận từ 1 đến 1,5dBm, thể hiện khả năng cải thiện phạm vi khoảng 12 đến 18%. Điều chỉnh CR này có thể sẽ không mang lại mức tăng phạm vi có lợi như việc tăng SF.

Hầu hết các thử nghiệm ở NZ ở 434.000 MHz, dữ liệu nối tiếp 2400 bps, SF7, 62,5kHz BW và CR 4/5.

Bước 9: Cấu hình DRF1278DM trực tiếp

DRF1278DM cũng có thể được cấu hình từ một bộ vi điều khiển bên ngoài - ngay cả một PICAXE-08 8 chân nhỏ. Mặc dù liên quan đến mã hóa 16 HEX cơ sở khó hiểu, điều này cho phép tinh chỉnh trên máy bay / khi đang di chuyển thay vì loại bỏ mô-đun liên tục và cấu hình bộ điều hợp USB. Tham khảo chi tiết đầy đủ P.7-8 tại Dorji. pdf. [13] =>

Mặc dù nó cung cấp các tính năng ngủ đa dạng, thông tin chi tiết về tinh chỉnh mức HEX cũng có thể được thu thập thông qua bảng dữ liệu APC-340 (gần giống) của Appcon [14] =>

Cảm ơn đồng nghiệp Kiwi Andrew "Brightspark" HORNBLOW với đây là một đoạn mã PICAXE-08M2 để điều chỉnh nguồn DRF1278DM TX thành một đoạn đường truyền có cầu thang. (Để hiểu rõ hơn về phạm vi / công suất, chúng cũng có thể dễ dàng được kết hợp với âm tạo PICAXE đầu thu). Tuy nhiên, lưu ý rằng mức TX 6 & 7 vượt quá mức cho phép của NZ / Úc là 25mW (~ 14dBm hoặc cài đặt 5). Những hiểu biết của Andrew nảy sinh từ việc giám sát / sao chép và dán dữ liệu nối tiếp hex thô từ terminal.exe (một công cụ kỹ thuật tuyệt vời [15] => https://hw-server.com/terminal-terminal-emulation-…) trong khi xem chuỗi trò chuyện dữ liệu đến và đi từ các mô-đun khi mức công suất RF được thay đổi.

Bước mức công suất Dorji = byte thứ 4 từ cuối RH ($ 01, $ 02, v.v.) cộng với byte CS sau (CheckSum $ AB, $ AC, v.v.) chỉ cần được tinh chỉnh. Các câu mã PICAXE mẫu để sửa đổi mức công suất khi đang di chuyển như sau:

đợi 2

serout 4, T2400, ($ AF, $ AF, $ 00, $ 00, $ AF, $ 80, $ 01, $ 0C, $ 02, $ 00, $ 6C, $ 80, $ 12, $ 09, $ 00, $ 07, $ 00, $ 00, $ 00, $ 01, $ AB, $ 0D, $ 0A)

serout 4, T2400, ($ AF, $ AF, $ 00, $ 00, $ AF, $ 80, $ 01, $ 0C, $ 02, $ 00, $ 6C, $ 80, $ 12, $ 09, $ 00, $ 07, $ 00, $ 00, $ 00, $ 02, $ AC, $ 0D, $ 0A)

serout 4, T2400, ($ AF, $ AF, $ 00, $ 00, $ AF, $ 80, $ 01, $ 0C, $ 02, $ 00, $ 6C, $ 80, $ 12, $ 09, $ 00, $ 07, $ 00, $ 00, $ 00, $ 03, $ AD, $ 0D, $ 0A)

serout 4, T2400, ($ AF, $ AF, $ 00, $ 00, $ AF, $ 80, $ 01, $ 0C, $ 02, $ 00, $ 6C, $ 80, $ 12, $ 09, $ 00, $ 07, $ 00, $ 00, $ 00, $ 04, $ AE, $ 0D, $ 0A)

serout 4, T2400, ($ AF, $ AF, $ 00, $ 00, $ AF, $ 80, $ 01, $ 0C, $ 02, $ 00, $ 6C, $ 80, $ 12, $ 09, $ 00, $ 07, $ 00, $ 00, $ 00, $ 05, $ AF, $ 0D, $ 0A)

serout 4, T2400, ($ AF, $ AF, $ 00, $ 00, $ AF, $ 80, $ 01, $ 0C, $ 02, $ 00, $ 6C, $ 80, $ 12, $ 09, $ 00, $ 07, $ 00, $ 00, $ 00, $ 06, $ B0, $ 0D, $ 0A)

serout 4, T2400, ($ AF, $ AF, $ 00, $ 00, $ AF, $ 80, $ 01, $ 0C, $ 02, $ 00, $ 6C, $ 80, $ 12, $ 09, $ 00, $ 07, $ 00, $ 00, $ 00, $ 07, $ B1, $ 0D, $ 0A)

đợi 2

Bước 10: Ước tính Hiệu suất & Kết quả

Mô-đun dữ liệu RFM98 dựa trên PICAXE 28X2 HOPERF 434 MHz Semtech LoRa ™ đã được sử dụng trong các thử nghiệm được thực hiện trên một liên kết 750m trong môi trường đô thị điển hình của Vương quốc Anh. Ăng ten máy phát được nâng cao ~ 2½ m trên cột thấp, với máy thu trên một cột ngắn ~ 1½ m - cả hai đều trên mặt đất. Với phạm vi môi trường đô thị dày đặc 750m đã được xác nhận ở mức 10mW TX của Vương quốc Anh (sử dụng 500kHz BW & do đó cho ra ~ 22kbps), sau đó ở 10,4kHz BW (hoặc 455 bps), khoảng 6 km có vẻ khả thi với công suất mW phụ!

Xác nhận các thử nghiệm hiện trường (với cài đặt SF7 và chỉ BW 62,5 kHz) được thực hiện ở Wellington (NZ) với 3 x pin AA PICAXE-08M điều khiển mô-đun Dorji DRF1278DM và ăng-ten tương tự, nhưng ở mức "phồng rộp sơn" của Aus / NZ cao hơn 25mW (14dBm) Năng lượng TX. Các liên kết tín hiệu ngoại ô, có lẽ được hỗ trợ bởi môi trường cởi mở hơn và các tòa nhà bằng gỗ, đã được thực hiện liên tục trên 3 - 10 km. (Khi mức tăng 6dB tăng gấp đôi phạm vi LoS, sau đó công suất phụ 4dB ~ x 1½. & Do đó phạm vi có thể cải thiện so với phạm vi ngụ ý của Vương quốc Anh> 1½ lần).

Bước 11: Bố cục Breadboard

Bố cục breadboarded (được sử dụng trước đây cho các mô-đun GFSK "7020" của Dorji) phù hợp với việc hoán đổi đơn giản sang thiết bị LoRa. Điều chế GFSK (Gaussian Freq. Shift Keying) trước đây được coi là cách tiếp cận 433 MHz tốt nhất, vì vậy sẽ có lợi khi so sánh kết quả của các sản phẩm "7020" với các mô-đun LoRa mới.

Bước 12: Sơ đồ PICAXE

Cả RX & TX đều sử dụng bố cục gần giống hệt nhau, mặc dù mã của chúng hơi khác nhau. Mặc dù hấp dẫn tự nhiên và dễ dàng đạt được với PICAXE, không có nỗ lực nào được thực hiện ở giai đoạn này để vào chế độ ngủ tiết kiệm năng lượng. Dòng điện rút ra từ 3 pin xAA là ~ 15mA, xung đến ~ 50mA khi truyền.

Bước 13: Mã máy phát PICAXE

Đương nhiên, mã này có thể được nâng cao và sửa đổi rộng rãi, có lẽ với việc giải quyết sự chậm trễ và phần mở đầu. Hiện tại, về cơ bản nó chỉ phun ra một số tăng dần 0-100. Vì thử nghiệm chỉ nhằm mục đích xác minh các tuyên bố về phạm vi đáng tin cậy, nên không có nỗ lực nào được thực hiện (với máy phát hoặc máy thu) để bật chế độ tiết kiệm năng lượng.

Bước 14: Mã & Hiển thị Bộ thu PICAXE

Đây là mã bộ thu PICAXE được liên kết, với các giá trị số được hiển thị qua thiết bị đầu cuối "F8" có sẵn của trình soạn thảo. Vẻ đẹp của một phép đếm đơn giản là các chuỗi có thể nhanh chóng được quét trực quan và các giá trị bị thiếu hoặc đầm lầy dễ dàng phát hiện.

Bước 15: Hỗ trợ điều chỉnh RF LoRa ™ thân thiện với người dùng?

Vì các cài đặt mô-đun LoRa ™ có thể khó hiểu và khó xác minh, nên rất vui khi sử dụng mô-đun thu ASK 433 MHz giá rẻ (& tương đối rộng) làm phương tiện hỗ trợ điều chỉnh đơn giản.

Cửa hàng NZ / Aus Jaycar cung cấp một mô-đun ZW3102 có thể dễ dàng được thuyết phục vào "nhiệm vụ của người đánh hơi" để phù hợp với việc giám sát tín hiệu âm thanh. Khi truyền gần (<5 mét) đến LoRa ™, tín hiệu đi sẽ dễ dàng nghe thấy là "tiếng xước", trong khi độ sáng của đèn LED gắn liền liên quan đến RSSI (Chỉ báo cường độ tín hiệu đã nhận).

Một mô-đun tương tự (& rẻ hơn) do Dorji sản xuất được giới thiệu trong Có thể hướng dẫn [16] =>

Bước 16: Kiểm tra thực địa- Wellington, New Zealand

Thiết lập bãi biển này cho thấy thử nghiệm trước đó với các mô-đun "7020" GFSK (Gaussian Frequency Shift Keying) của Dorji. Phạm vi sau đó đạt cực đại ~ 1km trong điều kiện như vậy, và tốt nhất là ~ 300m qua thảm thực vật nhẹ và các tòa nhà khung gỗ ở địa phương. Các liên kết xuyên cảng chỉ được tìm thấy khi máy phát được nâng lên đáng kể khoảng 100m tại điểm ngắm tổ chim đại bàng trên sườn đồi phía sau.

Ngược lại, các mô-đun LoRa của Dorji ở cùng công suất 25mW "tràn ngập" vùng ngoại ô, với khả năng truyền tín hiệu cao (~ 2,4m) được phát hiện một cách đáng tin cậy đến ~ 3km gần trong, 6km tại "điểm ngọt" mũi đất và thậm chí 10km trên bề mặt LOS qua cảng. Việc tiếp nhận chỉ dừng lại khi ở các vịnh phía sau mũi đất đá (có thể nhìn thấy ở hậu cảnh). Cài đặt LoRa là, BW 62,5kHz, SR 7, CR 4/5 và 25mW (14dBm) công suất TX vào một ăng-ten dọc đa hướng sóng.

Bước 17: Anh LoRa so với FSK - Kiểm tra LoS (Đường tầm nhìn) 40 km

Nhờ Stuart Robinson có trụ sở tại Cardiff (ham radio GW7HPW), các thử nghiệm so sánh FSK (Khóa dịch chuyển tần số) so với LoRa ™ đã được thực hiện trên khoảng cách 40 km trên Kênh Bristol của Vương quốc Anh. Tham khảo hình ảnh.

Khu vực này có lịch sử khá không dây khi vào năm 1897 Marconi đã thực hiện các thử nghiệm "tầm xa" đầu tiên của mình (6-9km bằng cách sử dụng bộ phát tia lửa điện!) Gần đó [17] =>

Kết quả của Stuart đã tự nói lên - Các liên kết dữ liệu LoRa ™ đã có thể thực hiện được một cách đáng kinh ngạc vào năm 2014 với một phần nhỏ công suất cần thiết cho các mô-đun Hope RFM22BFSK được kính trọng trước đây của anh ấy!

Trên thực tế, một chiếc RFM22B được điều khiển bằng PICAXE-40X2 vẫn đang quay quanh quỹ đạo $ 50sat quý giá, với tín hiệu mặt đất yếu có thể phát hiện được khi nó đi qua LEO (Low Earth Orbital) ở độ cao hơn 100 km. (Mô-đun LoRa ™ không khả dụng vào thời điểm ra mắt năm 2013) [18] =>)

Bước 18: Kiểm tra khu vực khác

Các liên kết thành công đã được thực hiện trên 22 km LoS (Line of Sight) ở Tây Ban Nha và vài km ở đô thị Hungary.

Kiểm tra quảng cáo Libelium cho thấy lợi ích của công nghệ ~ 900MHz [19] =>

Bước 19: Bộ nhận và liên kết LoRa

Các thử nghiệm HAB (Bóng bay độ cao cao) của Vương quốc Anh đã cung cấp phạm vi phủ sóng LoRa ™ 2 chiều lên đến 240 km. Giảm tốc độ dữ liệu từ 1000bps xuống 100bps sẽ cho phép phủ sóng đến tận chân trời vô tuyến, có lẽ là 600 km ở độ cao bay lên 6000-8000m điển hình của những quả bóng bay này. Theo dõi khinh khí cầu có thể được thực hiện thông qua GPS trên tàu - hãy xem tài liệu HAB & LoRa ™ mở rộng tại [20] =>

Một bộ thu LoRa cho cả công việc vệ tinh HAB và LEO trong tương lai đang được phát triển - thông tin chi tiết để theo dõi.

Tóm tắt: LoRa ™ đang định hình như một công nghệ đột phá, đặc biệt là cho các ứng dụng mạng không dây IoT (Internet of Things) mới nổi - và được thổi phồng nhiều. Cập nhật thông tin qua trang LoRa Alliance [21] =>

Tuyên bố từ chối trách nhiệm và đánh giá cao: Tài khoản này về cơ bản nhằm mục đích hỗ trợ / điều tra và biên soạn-có vẻ- một trò chơi đang thay đổi công nghệ dữ liệu không dây UHF. Mặc dù hoan nghênh các mẫu miễn phí (!), Tôi không có liên kết thương mại với bất kỳ nhà sản xuất LoRa ™ nào được đề cập. Vui lòng "sao chép bên trái" tài liệu này - đặc biệt là để sử dụng cho mục đích giáo dục - nhưng tín dụng trang web được đánh giá cao một cách tự nhiên.

Lưu ý: Một số hình ảnh đã được lấy từ nguồn trên web, do đó (nếu không được tham chiếu) tín dụng đánh giá cao sẽ được mở rộng.

Stan. SWAN => [email protected] Wellington, New Zealand. (ZL2APS-kể từ năm 1967).

Liên kết: (Vào ngày 15 tháng 5 năm 2015)

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]

[7]

[8]

[9]

[10]

[11]

[12]

[13]

[14]

[15]

[16]

[17]

[18]

[19]

[20]

[21]