物联网是个交叉学科,涉及通信技术、传感技术、网络技术以及RFID技术、嵌入式系统技术等多项知识,但想在本科阶段深入学习这些知识的难度很大,而且部分物联网研究院从事核心技术工作的职位都要求硕士学历,“LPWAN实验室”计划从收集、整理、翻译实用的物联网有关的知识着手,帮助各高校物联网专业学生利用这个实验室学习平台找准专业方向、夯实基础,同时增强实践与应用能力。虽然现在面临大学生毕业就业难的情况,但实际各行各业却急需物联网领域相关专业的人才,从目前情况来看,环保、安防、智能交通、农业、医疗推广的可能性最大,这也是成为高校热门专业的一个重要原因。从工信部以及各级政府所颁布的规划来看,物联网在未来十年之内必然会迎来其发展的高峰期。而物联网技术人才也势必将会“迎娶”属于它的一个美好时代。

LoRa系统芯片应用技术说明
国内第一款LoRa集成的单芯片SoC ASR6501推出之后,极大地缓解了国内芯片半导体的紧张局面。紧追其后,在2019年4月深圳举办的LoRa生态发展及创新应用论坛上,ASR正式发布全新的LoRa系统芯片ASR6505,这是继LoRa集成的单芯片SoC ASR6501之后,ASR推出的第三款LoRa系统芯片。 ASR6505是一种通用的LoRa无线通信SIP芯片,集成了LoRa无线电收发器、LoRa调制解调器和一个8位CISC MCU。MCU采用先进的STM 8位核心,运行频率为16MHz。LoRa无线电收发机的频率覆盖范围为150兆赫至960兆赫。LoRa调制解调器支持LPWAN用例的LoRa调制和遗留用例的(G)FSK调制。由ASR6505设计的LoRa无线通信模块为LPWAN应用提供超长距离和超低功耗通信。 ASR6505是ASR IOT设计的一款基于STM 8位MCU与SX1262 的SIP芯片。支持最全LoRa频段,较32位单片机的LoRa系统芯片更具成本优势。具有高灵敏度和高发射功率,丰富接口资源可以满足不同的应用场景。该芯片集成LoRaWAN,LinkWAN及Alios,适用于多种物联网应用场景,包括表计类,智能城市,安防,智慧畜牧,智能物流,智能楼宇等等。 ASR6505的灵敏度可以达到-140dBm以上,最大发射功率高于+21dBm。这使得它适合在远程LPWAN中使用,并且具有很高的效率。整个芯片封装非常小,8mm x 8mm,共有68个引脚。 芯片组特性: SX1262+STML152芯片组 封装大小:8mm*8mm*0.9mm, QFN 68PIN LoRa 无线和LoRa调制解调 频率范围:150MHz~960MHz; 最大输出功率:21dBm; 灵敏度:-140dBm; 深度休眠电流:2uA(with RTC); TX mode current 50Ma@17dBm; 40Ma@14dBm; 接收电流:10mA; 可编程速率最高62.5kbps @调制模式 可编程速率最高300kbps @ (G)FSK模式 前导检测; 嵌入存储器(128K FLASH, 16K SRAM) 30个GPIO口,1个I2C,2个UART,1个SWIM,1个SPI,3个ADC; 模块内部与外部接口: ASR的低功耗LoRa SoC芯片结合Alibaba的LoRa物联网生态,可以实现从端到云再到端的便捷连接。相信未来ASR的ASR6505芯片将可以彻底取代传统的STM8L+SX1276/SX1278的设计方式,使LoRa在IoT市场得到更加长足的发展。 作者:Cheryl1169/动能世纪 来源:百度/知乎 Read more.
LoRaWAN 是蜂窝物联网挑战的解决方案吗?
十年前,人们对推动大规模物联网发展的蜂窝网络寄予厚望。 事实上,根据 Enterprise IoT Insights 最近的一份报告,思科和爱立信都预测,到 2020 年,互联设备市场将达到 500 亿台设备。 但整个物联网市场的增长速度比当时的预测要慢,在这些预测结束一年多后,目前只有 124 亿台物联网设备在流通。 然而,LoRaWAN 等 LPWAN 解决方案可以轻松适应物联网应用需求,将对海量物联网产生更大的影响。   大规模物联网由大量低复杂性、低成本设备组成,这些设备连接到支持相对较低吞吐速度的网络。这种专为物联网构建的传感器设备和网络的组合正在改变企业的运营方式、公共基础设施的监控方式以及组织实施可持续发展计划的方式。因此,很容易看出为什么 10 年前对蜂窝网络寄予厚望。毕竟,蜂窝连接在其他类型的设备中占主导地位。运营商已经拥有了基础设施,那么为什么不能很容易地使用它来为大规模物联网提供动力呢?似乎距离大规模物联网的发展只有几年的时间。然后还有几个。总是在地平线上。   蜂窝物联网挑战   事实证明,大规模物联网部署所需的技术在做出这些预测时并不存在。除其他挑战外,基础设施成本、设备电池寿命要求和可用性之间存在不匹配。蜂窝运营商试图使用并非专门为物联网而构建的技术来连接预测的数十亿台设备。   在目前部署的物联网设备中,2G 和 3G 代表了蜂窝物联网连接的大部分,53.1% 使用其中一种。这是有问题的,因为运营商正在淘汰这些传统技术,而它们的替代品仍在努力获得牵引力。今年,AT&T 和 T-Mobile 等运营商正在关闭其 3G 网络,而全球大部分地区的 2G 网络已经落伍,欧洲的一些地区也将紧随其后。 47% 的用户没有收到网络关闭的通知,这造成了不确定的前进道路。   近年来,随着用例需求变得更加清晰,蜂窝低功耗广域网 (LPWAN) 技术得到了发展,但即使在其最主要的地区,挑战仍然存在。以中国为例。根据 Sequans 的内部估计,它是 NB-IoT 和 Cat-M1 的最大和增长最快的市场,2020 年该地区售出 1 亿个蜂窝 LPWAN 芯片组。据估计,世界其他地区仅占 500 万个 NB-IoT 芯片组。在中国,数据计划和对基础设施的投资使这项技术得以普及,但即使在中国,硬件供应商也在努力扭亏为盈。   让我们来看看三个蜂窝物联网挑战,以及LoRaWAN如何能够提供解决方案。 […] Read more.
无线组网模块(LoRa模块)JX-660,超低功耗,操作简单,使用方便
JX-660是一款高性能、低功耗、远距离的微功率星型无线组网模块,内部自动扩频计算和前导CRC纠错处理,不改变用户的任何数据和协议,采用半双工透明传输机制,实现串口无线收发代替有线传输的功能,适合无线水表,气表,传感,等低功耗应用场合。 模块的射频芯片基于扩频跳频技术,在稳定性、抗干扰能力以及接收灵敏度上都超越现有的GFSK模块。配置低功耗高速处理器,数据处理能力、运算速度均有所提高。 用户可以通过我们公司配置的上位机软件根据实际需求灵活配置模块的工作频率、串口速率、扩频因子、扩频带宽等参数,操作简单,使用方便。 技术参数 应用领域   来源:深圳捷迅易联科技有限公司 Read more.
基于LoRa的化工企业人员定位解决方案
一、行业背景 2017年5月13日河北省沧州市利兴特种橡胶股份有限公司发生氯气泄漏事故,事故造成2人死亡、25伤。 2019年3月21日,江苏天嘉宜化工有限公司发生爆炸事故,事故造成47人死亡、90人重伤。   化工企业安全事故历历在目,危害极大。牵动人心的伤亡数字,对应着一个个不幸的破碎家庭。 生命大于天,国家应急部、工信部对此相当重视。各地应急管理部颁布政策推动工业互联网+的安全生产试点建设方案落地。据不完全统计,目前已有河北、内蒙、浙江、江苏、山东、安徽等多个省市地区政府颁布了相关政策文件,希望通过智能化人员定位系统来提升企业安全生产管控水平。   考虑到化工厂品种多,行业复杂,工艺各不相同。且环境恶劣,危险性高,厂区广阔,人员较多,稳定性要求高等特点,基于LoRa技术+4G/5G通信搭建化工企业人员定位系统。 二、方案介绍:   方案拓扑图如下 以人员定位技术为核心,整合访客管理、出入口控制、地图、人脸识别、视频监控数据采集等各种管控技术,提供精准实时定位、轨迹查询、货物跟踪等功能,实现企业安全生产管理智能化。   三、方案优势: 1.使用化工企业人员定位系统,可视化图形展示,管理人员可以远程不受时间地点限制,实时查看、调取所需信息,提升工作效率,降低安全风险。 2.ogc305工业级LoRa网关采用国内领先的高性能8通道顶级芯片,支持半双工/全双工传输,性能强大。 3.工业级品质配件,金属机壳无风扇散热,-45℃-70℃极端环境稳定运行,全程无线传输、部署,超低功耗设计,行业最低,且发送频率灵活可调,维护简单快捷。 4.支持IPSEC/VPN隧道技术,支持OPENVPN,拥有全融级别的安全策略。 5.内置看门狗芯片设备异常自恢复、VRRP多重链路备份、ICMP探测、信号检测、LCP链路检测、KEEPLIVE心跳检测、断线自动重连、同步支持4G/5G和有线双重链路,互相备份,断电也不怕,完美应用于无人值守环境   定位信标特点: IP68防护等级 粉尘防爆+气体防爆双认证 低功耗,续航时间8年以上;防爆;高精度 识别卡特点: 粉尘防爆+气体防爆双认证 体积小巧、多色可选; 超声波密封、磁吸充电;功耗低 来源:东用科技 Read more.
LoRa无线温湿度监测预警系统
前景 在当今发展社会中人们越来越重视产品生产、物品管理和仓库存储环节,很多仓库存储非常重要的物质,如:烟叶、纺丝、药材、食品等。使用到温湿度监测系统的行业有冷链运输、医药行业、实验室领域、农林畜牧、食品冷库、机房环境温湿度监测等。随着我国科技的快速发展和自动化程度的提高,仓库管理技术也将得到进一步的改进。21世纪随着电子计算机的普及,温湿度的监测也进入了自动化。在温湿度监测中,目前采用的通信技术主要有RS485、ZigBee、LoRa等。 传统温湿度监测系统存在大量电缆铺设、电缆暴露、通信线路过长等问题,因而导致组网时费时费电、抗干扰能力弱及开发困难,无法满足各行各业如今对环境温湿度的需求。而LoRa在相同的功耗下比其它无线方式传播的距离更远,实现了低功耗和远距离的统一,在同样的功耗下比传统的无线通信射频通信距离扩大3-5倍,在温湿度监测中拥有着明显优势。 系统组成 系统概述 温湿度监测预警系统采用科杰迅LoRa采集器和LoRa无线网关实现监控区域内的全覆盖,同时在合储区各个数据采集节点安装科杰迅温湿度传感器,实现对监测区域的温湿度数据动态全采集,并根据仓储环境实际需求将温湿度数据监测、采集、传输和预数据传输到大数据平台后,再进行数据分析和优化,然后精准推动到WEB服务系统。 系统平台 系统优势 实时数据采集:对各监测点位的数据进行实时采集并传送至云平台,进行数据分析并通过大数据看。 提高预警、智能分析:实时采集的数据和设定的阈值进行比较,可提前预警,留给相关处置人够的时间消除安全隐患。 历史数据统计:每一个监测点位的秒、分、时、日历史数据都可以被记录在监控节点中单独的文件中,从而可以更加迅速的查看历史曲线点的历史和实时数据可以同时在数据记录曲线浏览,历史记录的最小间隔单位是秒,且根据不同的显示方式进行统计分类存储,保证在查看年度报表时无需重新计算,提高显示谏度。 来源:科杰迅物联网 Read more.
用LoRa“救命”:长距离、低功耗的无线传输魔力在哪里?
LoRa作为一种低功率、长距离、经济实惠、简单高效的无线数字通信技术被人所熟知,被广泛用于全球智能抄表应用和军事空间通信领域。 在物联网急速发展的现今,LoRa也逐渐成为长距离无线射频通信的首选。LoRa技术的应用已扩展到更多的垂直市场中,包括智能公用事业、智能供应链和物流、智能家居和楼宇、智慧农业、智慧健康和医疗、智能工业控制、智慧社区和智能环境 射频技术赋能万物可跟踪和管理的特性,而好的通信技术还能“救命”。据了解,自2017年开始,Everynet已连续四年都利用LoRaWAN技术来监测和确保参加意大利Tor des Géants超级马拉松赛的运动员们的安全,并且拥有多个实际的营救案例。 LoRa是怎么成为超级马拉松的“御用”解决方案的?Semtech市场战略总监甘泉为记者解答了相关问题。 LoRa是什么? LoRa究竟是什么?甘泉为记者介绍,LoRa 是一个物理层的无线数字通信调制技术,称为扩频连续调频调制技术(Chirp Modulation)。常见的无线数字通信调制技术为FSK、ASK、PSK三种,运营商的NB-IoT、4G、5G 以及 Wi-Fi、蓝牙等几乎所有常见数字无线通信技术的物理层都是采用 FSK、ASK、PSK 这三种调制技术进行通信的。 LoRa 只是一个物理层的调制技术,现在市面上的所有 LoRa 芯片,也只是完成简单的物理层工作。而市场上 Wi-Fi、2G、3G、NB-IoT 等其他芯片,都是带有自身协议栈的。 值得注意的是,LoRa是一种扩频调制技术,能够很好地平衡速率和灵敏度。其灵敏度更接近香农极限定理,打破了传统FSK窄带系统的实施极限。 LoRa的优势多多,是一种迅速增长的无线射频技术,截至 2020 年 1 月,LoRa 的连接节点超过了 1.45亿个。从 LoRa 联盟的会员数量可以看出从事 LoRa 产品开发的公司数量也在迅速增长。LoRa 联盟现有约 500 个会员,其中许多来自中国,例如阿里巴巴和腾讯。 LoRa的优势不容小觑 根据甘泉的介绍,LoRa的具体优势包括: 1、远距离:由于LoRa采用了扩频技术,且敏度更接近香农极限定理,降低了信噪比要求,传播距离更长,即使是50Km也没有问题。 LoRa能够依靠扩频获取处理增益,不依赖于窄带、重传,不依赖编码冗余,效率高。另外,LoRa上下行可使用下同的带宽和速率,网关和节点灵敏度均可达到-140dBm(300bps),下行不依靠基站的大功率,既适合于免授权的ISM频段,也适合于授权频段。 2、抗干扰能力:在所有的物联网通信技术中,LoRa技术可在噪声下20dB解调,而其它的物联网通信技术必须高于噪声一定强度才能实现解调。 其它物联网通信技术的波形可以被频谱仪等设备抓取。同样,这些通信数据也可能被干扰或伪造。而LoRa技术具有较好的隐蔽性和抗干扰特性,具有较强的物理层安全特性。 3、低功耗:实际上,功耗一直以来是无线通信技术最大的竞争点,这是因为大多数远距离接入场景大多都需要电池供电,电池的寿命直接影响了用户体验。 根据介绍,LoRaWan在睡眠状态电流甚至低于1μA,发射17dBm信号时电流仅为45mA,接受信号时电流仅为5mA。 通过对比NB-IoT,LoRa拥有更简化的结构。而在运动手环应用上,LoRa可以工作超过2周时长。 4、易于部署:根据介绍,LoRa不仅能够根据应用需要规划和部署网络,还能根据现场环境,针对终端位置合理部署基站。LoRa的网络扩展十分简单,也可根据节点规模的变化随时对覆盖进行增强或扩展。LoRa拥有从物理层、网络层到应用层的三重安全性,因此满足各种数据私密性要求。 特别需要强调的是,LoRa还拥有很高的投资回报,这是因为其本身的长寿命、低功耗和低成本 LoRa的优势适用于室外超级马拉松应用 根据介绍,Everynet开发的基于LoRaWAN标准的应用程序,可在数百公里内实时追踪大约900名参赛者,为赛事工作人员提供准确的数据,以防止参赛者受伤和迷路。 需要强调的是,从2017年开始,Everynet已连续四年都利用LoRaWAN技术来监测和确保参加Tor des Géants超级马拉松赛的运动员们的安全。Tor des Géants超级马拉松赛是世界上最具挑战性的赛事之一,参赛者要在150个小时以内的时间里跑完330公里的路程,其中海拔高度有变化的路段超过24000米,参赛者要每天24小时在其中连续跑几天,每次间隙休息最多只有20分钟。 由于为每位参赛者都配备了一个基于LoRaWAN技术的传感器,所以即使在蜂窝网络无法接入或无法覆盖的地方,也能持续监测运动员的位置,并且能在危险情况下发送报警信号。甘泉强调,目前该方案已有成功的营救案例。 LoRaWAN的马拉松应用网络连接方案的优势刚好对应了上述LoRa的优势: […] Read more.
LoRa开发与应用三:LoRa-IoT低功耗配置(AT)
一、引言 低功耗是评估很多元器件或设备性能的重要参数之一,对于使用电池供电的设备来说,功耗越低,意味着设备工作时间越长,减少后期维护操作。 LoRa-IoT开发板在设计之初,考虑能在电池供电的设备中使用,选型时采用低功耗元器件:STM8L151G6低功耗MCU和SX1278系列LoRa模组。 二、数据参考 LoRa特点之一是低功耗,SX1278官方数据手册上,休眠电流典型值是0.2uA。 STM8L151G6数据手册上只给出几个温度下的休眠电流,从Table 26可以看到,休眠电流会随着温度升高而上升,但是手册上没有给出详细的休眠电流与温度的变化曲线。 LoRa-IoT开发板上影响电流值的器件是MCU和LoRa,所以开发板休眠电流应该是两者之和。电流值在最大范围内都是正常数值,如果测试过程中发现休眠电流比参考数值大很多,首先确认程序是否已经配置好,其次考虑购买的元器件性能参数是否达到要求,或者设备因为生产加工造成的影响。 三、低功耗测试 3.1 搭建环境 连接开发板和USB转TTL,开发板使用USB转TTL上的3.3V电源线供电,在测电流时,可以把万用表置于mA档位后,串入3.3V电源线中。 如图所示,初始状态时,电流示数是:17.00mA。 3.2 模式配置 打开串口调试助手,输入AT指令AT+MODE+SLEEP,将开发板配置成低功耗模式。 万用表示数变成0.00mA,这是因为LoRa-IoT开发板在休眠模式下电流很小(<2uA),有些万用表在mA档位不能显示数值或者显示的数值精度不够,需要从mA档位切换至uA档位。 切换到uA档位后,万用表示数变成了-0.8uA,数值变成负数,在这里是因为开发板进入休眠模式后电流很低,USB转TTL上的TXD和RXD管脚对开发板低功耗产生影响。 断开USB转TTL的RXD和TXD,电流示数变成了0.7uA,这个数值才是低功耗时的电流大小。 3.3 低功耗唤醒 开发板进入休眠模式后,不能收发数据或配置,引脚6是高电平,需要给一个外部中断(下降沿触发),将开发板从休眠模式唤醒后才能进行操作。 使用杜邦线将Pin6管脚拉低,形成一个下降沿唤醒开发板,串口助手收到唤醒信息,此时电流示数是5.92mA。 操作视频点击观看:LoRa-IoT低功耗配置(AT) 四、设计总结 设备如果有低功耗需求,那么设备在设计、调试及使用时,有以下几点可以参考: 设计电路时,尽量减少外围器件; 选用满足功能需求、低功耗、低工作电压、工作电压范围宽的MCU和外围芯片; 外围器件在不工作时,应关闭电源或配置成最低功耗,MCU应配置成最低功耗; 合理使用MCU的多种工作模式; 合理配置时钟、外设、GPIO; 测量功耗时,断开调试器(USB转TTL、ST-LinK); 合理配置设备的工作模式和休眠时间。 ———————————————— 版权声明:本文为CSDN博主「真香702」的原创文章,遵循CC 4.0 BY-SA版权协议,转载请附上原文出处链接及本声明。 原文链接:https://blog.csdn.net/longdi728/article/details/104840420 Read more.
LoRa开发与应用二:无线收发数据
一、测试准备 上一篇介绍了LoRa-IoT开发板的设计思路、功能特点和应用案例,开发板可以通过烧录程序和AT指令配置参数,现在我们使用AT指令测试开发板功能。 视频教程:LoRa-IoT开发板无线收发数据 1.1 开发板焊接 首先搭建测试环境,LoRa-IoT开发板焊接视频可以观看:开发板焊接 开发板焊接示意如下所示: 发送设备定义为A,接收设备定义为B。 1.2 工具准备 准备USB转TTL*2,杜邦线若干,为了容易在电脑的串口助手上区分,这里选择了两款转换器,一个是CP2102,一个是CH340。 将CP2102版本的USB转TTL连接发送设备A,CH340连接接收设备B。 在接线时需要注意: USB转TTL的TXD、RXD和开发板的TXD、RXD不要接错; 开发板使用转换器上的3.3V电源供电,开发板上没有电源芯片,不能接到5V,否则会损坏设备。 1.3 串口助手参数配置 连接完成后,将开发板连接在电脑,打开串口调试助手,在端口号COM5和COM7可以看到有两个设备(以实际使用时端口号为准),这里COM5是发送设备A,COM7是接收设备B。 串口数据格式默认是波特率:9600、数据位:8位、停止位:1位、校验位:无。 二、配置设备 2.1 开发板测试 在串口调试助手的发送数据窗口内输入AT指令,设备如果工作正常,会有相应的返回值,详细的AT指令可以查看《LoRa-IoT开发板使用说明书》。 现在分别向两个设备输入AT,测试设备是否正常。 LoRa-IoT开发板上电后,可以查询开发板的串口和LoRa的初始化参数。 在串口调试助手的接收窗口收到一组数据: UART:B”9600″,D”0″,S”0″,C”0″.LORA:CHN”4″,FRE”500″,POW”17″,BW”62″,SF”11″,CR”2″,CRC”1″. 数据各参数意思分别是:B:波特率;D:数据位;S:停止位;C:校验位。CHN:4,默认使用4信道,后面是LoRa在4信道时的参数。FRE:频率;POW:发射功率;BW:带宽;SF:扩频因子;CR:编码率;CRC:校验。 详细的参数和说明,大家可以查看AT指令表。 2.2 配置设备工作模式 设备正常工作后,分别配置发送设备A和接收设备B的工作模式,相关操作指令如下: 三、收发数据及模式切换 3.1 收发数据 配置完成后,我们在发送设备的串口助手发送窗口内输入 Hello 2020! 然后观察接收设备是否收到这条数据。 可以看到设备A发送数据,在设备B的接收数据窗口上收到了数据。 3.2 更改参数 接下来我们更改设备A的LoRa参数,再看设备B还能否收到数据。在更改设备参数时,需要先将设备从当前状态退出到指令模式再进行更改,相关操作指令如下: 第一步:发送设备A更改发送频率为490MHz 发→AT+LORA+FRE=“490” 收←LORA:CHN”0″,FRE”490″,POW”17″,BW”62″,SF”11″,CR”2″,CRC”1″. 第二步:使能LORA参数设置 发→AT+LORA+SET 收←Reset LoRa… 第三步:获取LORA参数 发→AT+LORA+GET 收←LORA:CHN”0″,FRE”490″,POW”17″,BW”62″,SF”11″,CR”2″,CRC”1″. 这里有点需要注意的是: 第一步发送设置频率的AT指令后,返回的数据中有490,其实这个时候LoRa还没有变为490,还是初始值500,需要第二步使能之后才会变为490,LoRa其他参数更改时也需要这一步操作。 […] Read more.
LoRa开发与应用一:开发板介绍
1. 引言 “物联网”从提出概念到如今的广泛运用,短短二十多年,物联网得到快速发展,在多个行业内开花结果。在物联网发展过程中,诞生了各种各样无线通信技术:LoRa、GPRS、Bluetooth、Zig-Bee、WiFi等,基于这些无线技术标准,又诞生了一系列产品。 从目前物联网产业来看,相关专家预测到2020年,大概会有120亿个物联网传感器和设备投入使用,而且这个数量还有继续增长的趋势。 低功耗和远距离的使用需求越来越多,不管是应用场景还是设计要求,更多的用户或开发者希望产品使用方便、功耗更低、寿命更长、距离更远,LoRa通信技术在此方面的优势日益体现。 2. LoRa通信 LoRa(Long Range)是一种低功耗、远距离通信技术,在相同功耗条件下,传输距离更远。在防盗报警、智能家居、智慧消防、远程抄表、用电安全监测等领域,LoRa都得到了广泛的运用。 LoRa使用的是ISM(Industrial Scientific Medical)频段,无需授权即可使用,不用收取相关费用,支持用户搭建网络;而NB-IoT使用的是运营商频段,它是由运营商提供网络,在现有的蜂窝基站上复用。对于一些企业来说,他们不想设备的数据被运营商获取,希望能够自行搭建一个网络,用来采集、控制或传输设备数据。 3. LoRa-IoT开发板 为了方便相关开发人员、学者和DIY爱好者使用,我们基于LoRa通信技术,开发了一款IoT开发板KNT-DB8-LR(以下简称LoRa-IoT),开发板实物图如下: 尺寸还是很小的,LxW只有3.28cmx1.28cm。 开发板通信、烧录和天线接口已经预留出来,相关引脚定义已经给出,开发板之所以选择设计成这种尺寸和结构,主要有三点原因: 首先:适用人群,不管是专业人员还是相关学习者,都可以很快上手; 其次:从实用角度出发,使用人员在学习或者调试完成后,可以直接放入其他产品使用; 所以LoRa-IoT开发板看起来和目前市面上其他开发板不一样,很多开发板都是尽可能丰富功能,将MCU管脚全都引出来使用,注重帮助用户理解MCU的资源和用法;而LoRa-IoT开发板注重帮助用户了解LoRa通信过程,以及在实际场景和产品上的使用。 LoRa-IoT开发板可以通过MCU的烧录接口对LoRa进行配置,也可以通过串口助手使用AT指令进行配置。 开发板采用邮票孔接口,没有使用金属过孔,主要还是从尺寸、实用性和通用性等方面考虑。如果采用金属过孔,在连接时需要使用排针,会增加开发板和底板之间的高度,为了避免一些设备由于内部空间的限制,所以采用邮票孔。 在使用LoRa-IoT开发板的UART接口时,可以在洞洞板上,通过排针将相关接口外接出来,具体相关操作可以观看:LoRa-IoT开发板焊接视频 焊接参考图如下: 4. 应用案例 越来越多的电子设备都在使用电池供电,这类设备对功耗十分敏感,设备尽管平常处于休眠状态,但如果休眠时电流过大,电池寿命就会缩短。例如烟雾报警器、比如远程抄表或者手持设备等。 以下是LoRa-IoT开发板应用案例。 产品实例一:智慧烟感 传统的烟感器一般是发出声光报警,如果用户外出,即使有报警信息也不能立刻得知,就会造成严重的安全事故。 智慧烟感在探测到现场烟雾达到浓度阈值时,除了发出声光报警外,还会将报警信息通过网关发送给平台,用户可以在平台或者移动端看到报警信息。 智慧烟感外形: 内部结构图: 产品实例二:智慧安全用电监控装置 智慧安全用电监控装置可以采集被测线路中的电压、电流、剩余电流、温度等参数,用户可以在平台看到这些参数。设备可以在单相电和三相电场合使用,降低因为设备线路或者负载原因,引发的安全问题。 设备外形: 内部结构图: 从这几年物联网行业发展来看,物联网已经涉及到我们社会生活的方方面面,它在推动社会变革的同时,也让我们的生活更加方便。 ———————————————— 版权声明:本文为CSDN博主「真香702」的原创文章,遵循CC 4.0 BY-SA版权协议,转载请附上原文出处链接及本声明。 原文链接:https://blog.csdn.net/longdi728/article/details/104178841 Read more.
致远电子LoRa智能组网芯片选型指南
目前,LoRa无线通信技术凭借其传输距离远,抗干扰能力强的特点在物联网中得到了广泛的应用。ZLG致远电子的新一代LoRa智能组网芯片-ZSL42x系列,凭借其体积小、功耗低、组网简单和可二次开发的优势,受到了大量行业用户的关注。 但很多用户在一开始选择致远电子LoRa智能组网芯片时总是分不清ZSL42x系列下各型号之间的区别,不知道该如何选择才能满足自己的需求。因此,该文章从硬件方面为客户阐述一下ZSL42x系列下各型号之间的区别,以方便客户的选型。 首先ZSL42x系列主要分为ZSL420和ZSL421两款产品,从产品架构上来说,二者都是集成LoRa功能的微控制器,相同点在于二者的微控制器部分都完全一致,不同点在于各自集成的LoRa部分。整体架构可见下方框图: 图1  ZSL420内部框图 图2  ZSL421内部框图 从上述框图中可以看出,ZSL420内部LoRa部分集成了一个32M内部无源晶振,而ZSL421内部LoRa部分没有集成32M内部晶振,是需要外加一个32M有源温补晶振来为LoRa部分提供时钟的。之所以ZSL420和ZSL421有晶振上的差异是因为,在某些应用场景中,客户的主机节点和从机节点可能处于不同的环境中。比如在我国北方冬季,如果从机节点在室外环境中工作,主机节点在室内环境中工作。此时主从机的工作环境会有较大温差。如果主从机都是选用的像ZSL420这种带无源晶振的LoRa,无源晶振收到温度影响会产生频偏。那么由于不用的工作温度,导致晶振的频偏不一致,最终导致主从机的工作频率不一致,从而主从机的通信就会产生中断,因此在该应用场景中客户应该选择ZSL421这种外接有源晶振的LoRa模块。因为有源晶振受温度影响小,不易产生频偏,所以主从机的通信不易产生中断。ZSL420和ZSL421的典型应用电路如下: 图3  ZSL420典型应用电路 图4  ZSL421典型应用电路 从上述典型应用电路中也可以看出,ZSL420和ZSL421的典型电路最主要的区别就是,ZSL421需要加外部有源温补晶振,而ZSL420则不需要。ZSL420的外部应用电路更加简洁。 另外,在某些特定应用场合,需要使用很低的通信速率来实现较远距离的通信,LoRa调制参数需要配置成大的扩频因子,小的带宽,此时为了得到更高的频率准确度和频率稳定度,则推荐使用外接有源温补晶振的ZSL421芯片。 总而言之,如果用户的主从机工作环境有温差或者有低速需求建议选择ZSL421,其他的应用场景下选择ZSL420即可。 来源:致远电子 Read more.
LoRa技术在智慧医疗领域的应用
进入21世纪以来,各种高新技术的发展日新月异,给人们的工作和生活带来了极大的方便,促进了社会经济的高速飞跃。与此同时,随着生存环境的变化一些社会问题逐渐显现出来,比如人口老龄化、慢性疾病发病率和亚健康人群比例逐年增高、看病难、看病贵等问题已成为当前我国医疗改革进程中亟待解决的难题[1]。 随着通信技术的发展突破,物联网技术融合了通信、大数据等高新技术在Bluetooth、Zigbee、LoRa等无线通信技术领域取得了极大进步,并且已逐渐在很多行业推广应用[2-3]。2015年3月国务院颁布《全国医疗卫生服务体系规划纲要(2015—2020年)》明确提出开展健康中国云服务计划,积极应用移动互联网、物联网、云计算、可穿戴设备等新科技技术,推动惠及全民的智慧医疗服务[4]。而物联网为优化医疗就医体验、改善医疗服务质量和提高人民健康水平提供了新手段,对于推进健康中国建设,实现智慧医疗的目标具有重要而深远的意义[5]。 智慧医疗概念及其运作模式 智慧医疗以患者为中心,利用先进的物联网技术、云计算技术、大数据处理技术,实现患者与医务人员、医疗设备之间的互动,通过打造健康档案区域医疗信息平台,逐步改善医疗服务流程的医疗体系。美国食品药品管理局在2004年拟通过规范物联网技术在药物运输、销售、防伪、追踪体系的应用,来推动智慧医疗的发展[6]。 智慧医疗通常由智慧医护场所系统,区域卫生系统以及家庭健康三部分组成,其总体架构包含基础层、感知层、网络层、应用层以及用户层[7],如图1所示。 图1 智慧医疗系统的总体架构图 智慧医疗系统以物联网技术为基础,以“感、知、行”为核心。因此,智慧医疗系统可以分为数据获取、知识发现和远程服务3个阶段循环执行[8]。在数据获取阶段,通过分布在监测区域的传感器实时、精确的获取各种医疗数据,并通过组网方式将数据发送到医疗数据中心;在知识发现阶段,主要是利用大数据存储与处理平台对获取的数据进行建模和分析;在远程服务阶段,将数据的分析结果由云服务快速、准确的提供给终端用户作为参考。“感、知、行”关系图如图2所示。 图2 “感、知、行”关系图 智慧医疗将医疗网络化,使医院智能化信息化,在保障医疗健康的前提下为患者提供精准安全便捷的医疗服务,同时将患者的就诊信息建立电子档案,方便管理、保存、查阅。智慧医疗具有互联、协作、预防,安全可靠等特点,能够在一定程度上提高人们的医疗体验和生活质量[9]。智慧医疗可以实现智能预约,减少患者排队的时间;还可以通过各医院数据共享资源共享,提高医疗资源利用效率;通过建立患者档案库可以实现智能导诊,为患者就诊提供建议;通过实名认证可以有效避免医疗诈骗,并且对有些慢性病患者实时跟踪监测患者状态,及时反馈并提出治疗的建议。 LoRa技术特点及其优势 LoRa技术是一种基于1 GHz以下的超远距低功耗无线传输技术。该技术使用一种特殊的扩频技术,使得不同扩频序列的终端即使使用相同的频率同时发送也不会相互干扰,大大改善了接收的灵敏度,并且有效的扩展了系统的容量[10]。现列出LoRa技术的关键特征及优势如表1所示。 表1 LoRa技术的关键特征及优势 理想环境下,LoRa模块通信距离可达15 km,但在医院特殊环境下,影响LoRa模块通信质量的因素很多,比如建筑,设备,电磁干扰,温湿度等,这些因素可引起数据传输时信号的衰减,降低通信质量,甚至可能导致通信中断,造成数据丢失严重[11-12]。因此,为了保证通信数据的完整和准确性,LoRa终端组网可以采用星型结构或网状结构分布,其示意图分布如图3和图4所示,由于终端节点组网复杂度越高,终端设备间互相干扰的情况越严重,并且可能导致基站节点能耗增大,因此,结合网络复杂度和节点寿命等因素,星型分布更适合于医院智慧网络部署。 图3 LoRa终端星型结构组网 图4 LoRa终端网状结构组网 基于LoRa技术的终端设备在智慧医院的应用 1)应用环境及参数设置 基于LoRa技术的终端设备在智慧医院的部署应用,可以帮助医院在无线移动查房、缴费取药、导航就医、定位与跟踪、实时病人数据信息监控等方面实现统一管理,达到使患者快速入院、快速诊疗的效果,提高医疗资源利用效率和医院工作效率。本文研究了将LoRa技术运用到医疗器械输液设备上,利用其无线数据传输时远距离、低功耗的优势实现医院不同楼层病房长时间,高精度数据传输的目的,从而省去了医护人员查房记录的工作,实时监控病人数据也可以更有效的解决突发状况,降低医疗事故发生率。 测试环境选择医院就诊综合楼,楼层高度13层,内含LoRa模块的节点5个,LoRa基站3个,上位机电脑1台。 2)数据传输结果及分析 在上位机电脑上安装数据接收工具,如图5所示。终端节点正常工作时会定时发送数据,在该窗口可以接收终端发送的数据内容。 图5 上位机数据接收端 测试过程中,终端节点定时10 s发送一条长度40字节的数据,发送时间设定10 min,上位机接收端以及LoRa放置在楼层11层某一值班室,终端节点分别放置在1层、3层、5层、7层、9层,分别进行数据发送。 测试可知终端节点在10 min共发送数据600条,上位机接收端分别接收到个节点发送的数据及数据强度如表2所示。 表2 终端节点与上位机接收端数据传输情况 由表2数据可知楼层高度与丢包率和信号强度RSSI的关系,如图6所示。 图6 楼层高度与丢包率和信号强度RSSI的关系 通过分析表中数据可知,LoRa技术应用到医疗器械终端设备可是实现一定距离的无线数据传输,并且随着楼层及节点间传输距离的增加,信号强度会减弱及丢包率也会增大,甚至超过一定距离会出现接收不到数据的现象,因此为了保证整栋楼数据准确快速传输可以考虑使用中继转发模式,大大提高数据传输质量。 结 语 基于物联网的智慧医疗系统可以为用户提供医疗健康互动服务保障,是推动健康中国建设,解决看病难,看病贵等难题的重要途径。而物联网技术中的LoRa技术因其远距离、低功耗的特点,在医院智慧网络的部署应用具有很好的前景。基于LoRa网络的智慧医疗建设既可以降低医院运营成本和医疗事故发生率,提高接诊效率和医疗资源利用率,帮助医院实现快速部署、智慧管理。 来源:https://www.eda365.com/article-188769-1.html Read more.
选型指南!晶振在LoRa模块中的应用
对于LoRa这个技术,想必大家了解的都比较少。其实,它和WiFi的形式却差不多,在我们的日常生活中有着巨大的贡献。那么,LoRa模块与晶振有何联系?接下来,小扬带大家一起来了解它们之间的关系。 一、LoRa技术定义 实际上LoRa就是一种用于扩展频率的技术,它是一种通过频率来实现无线远距离的传输,也就是和我们现在的WiFi差不多。 一般来说LoRa都是采用直序扩频的方式来进行的,可以在LoRa基础上研发出的网关可以并行接收、处理多个节点数据,拓展了系统容量。 二、LoRa模块与晶振联系 晶振的作用是接收和传送数字信号,保证电子电路中的振荡频率稳定,因此在 LoRa模块中是不可少的一种电子元器件。 LoRa模块具有距离远、抗干扰能力强、组网容量大、功耗低、带宽小的特点,因此对晶振性能也需要有几个要求。 1.低功耗。晶振的功耗低,起振时间短,能够快速地LoRa模块唤醒启动的时间,更快地满足当前工作负载的运行需求。 2.小型化。LoRa模块使用场景非常广泛,要求晶振封装尺寸能够满足于不同领域不同产品的使用。 3.抗干扰性。晶振在数字信号传输过程中,能够持续性保持LoRa模块的高效稳定运作,不受外部等因素干扰。 三、晶振在LoRa模块中的应用 LoRa技术以它优良的性能和灵活的组网形式越来越多的应用于各行各业中,广泛的应用于物联网、智能抄表、工业控制、车辆追踪、智慧家居、智慧城市、环境监测等方向。 LoRa模块应用的产品涉及到计时功能,时间显示方面,例如智能抄表等。常用的32.768KHz晶振有YT-26(2060)、YT-38(3080),YST310S(3215)等。 其他产品涉及蓝牙功能方面,例如智能家居、工业控制等。无源晶振常用YSX321SL,3225封装尺寸,26MHz/30MHz/32MHz;有源晶振常用YSO110TR,3225封装尺寸,4MHz/19.2MHz/50MHz。 对于有特殊的产品需求,我们可以提供不同参数不同尺寸的晶振来满足您的LoRa模块开发要求。 来源:扬兴晶振   Read more.