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。

LPWA,物联网产业发展的新机遇
2015 IMT~2020(5G)峰会发布了《5G无线技术架构白皮书》和《5G的网络技术架构白皮书》,提出了2020年之后移动通信技术和产业将迈入第5代通信,使经济生活从移动互联网扩展到物联网领域,实现“万物互联”,并明确以连续广域覆盖、热点高容量、低时延、低功耗等为主要技术场景,满足2020年及未来的移动互联网和物联网发展需要。 物联网产业发展催生无线接入新技术的兴起 物联网时代将有数百亿物体接入网络中,传统的接入技术有近距离无线接入技术和移动蜂窝网技术两类,这两类技术都有其优势与不足。如WiFi、蓝牙、ZigBee等近距离无线接入技术在特定空间范围下拥有稳定性高、接入速度快等优势,但其覆盖能力有限,对回传网络依赖严重,又因为抗干扰能力不足以及机制设计等因素,使得终端功耗较大,无法长时间使用。而移动蜂窝网技术,虽然可以满足大范围或者移动性的应用需求,但其最大的问题是系统容量的限制,物联网应用的接入与公众用户的接入无法完全隔离,在容量上相互制约,后续难以独立应对物联网市场的迅猛发展,并且其是依托移动核心网进行终端节点的管理,对号码资源消耗量过大。同时,无论是2G、3G还是4G的物联网终端仍然存在模块成本高与电池使用寿命短的问题。 事实上,物与物的通信并不像人与人的通信一样总是要追求高速率带宽的方式,大量设备接入网络后仅需少量的数据传输或数据传输频率很低;也不像人与人的通信要频繁进行充电,很多设备因其所处环境的特殊性和数量巨大,对支撑其通信的功耗需求较低,例如大量的水表监测、烟雾报警、农田喷灌、水文监测等,对于这些传感装置的联网要求选择一个低带宽、低功耗且大范围覆盖的网络是其最有效的解决方案。从这个意义上来说,是“万物互联”的物联网产业发展催生了LPWA技术(Low Power Wide Area,低功耗广域技术)的兴起,使得在低功耗、低成本、广覆盖、大容量问题上有了较好的解决方案,LPWA技术势必会在物联网市场中获得更大的发展空间。 LPWA是一种能适配M2M的业务,具有流量小、连接数量大等特性的新型无线接入技术,可形成一张广覆盖、低速率、低功耗和低成本的无线接入网络。LPWA技术一般采取“利用低频段覆盖去提升覆盖的广度与深度、使用基于子信道的频率复用去提高单基站的容量、简化终端与网络交互过程实现终端能耗的节省和通过标准化与产业联盟形式的运作去控制成本”等手段实现四个关键能力。 LPWA四大关键能力 LPWA技术阵营众多,也为市场带来了新模式 现阶段LPWA技术阵营众多,可以将符合上述技术特征的新型接入技术统称为LPWA。在这些新型接入技术中,包括基于LTE空口优化的eMTC、复用2G移动蜂窝网络频段资源的CloT(Cellular loT,也包括GSM evolution、NB M2M和NB OFDMA)以及LoRa、Sigfox等。 LoRa——打造以产业联盟为核心的开放式生态系统 LoRa成员包括Semtech、Actility、思科、Eolane、IBM、Kerlink、IMST、MultiTech、Sagemcom和微芯,另外还有许多电信运营商如Bouygues、KPN、SingTel、Proximus、Swisscom以及FastNet。LoRa汇集众多业界大企业,形成了从芯片、软件、网关到运营商为一体的产业链联盟,其能以较低的风险实现较大范围的资源调配,使得企业优势互补、拓展发展空间、提高产业及行业竞争力、实现超常规发展。该联盟正在持续扩大规模当中。 LoRa产业联盟 Sigfox——以我为中心吸纳风险投资的合作运营 兴起于法国的Sigfox公司以超窄带(UNB,Ultra Narrow Band)技术建设物联网设备专用的无线网络。Sigfox的网络目前已覆盖法国、西班牙、荷兰和英国的10多个大城市。如果像传统运营商一样通过申请电信运营牌照、拍卖无线电频率、自建基站和计费系统等方式来运作,对于一家创业企业来说举步维艰,所以其选择与移动运营商和全球设备供应商合作,借助运营商已有的基础设施和频率资源,搭建超窄带蜂窝网络,实施名为SNO(Sigfox Network Operator)战略合作计划。2015年2月该公司获得法国历史上最大一笔总额高达1亿欧元的VC投资,这笔投资涉及西班牙、法国、日本、韩国等多家运营商,Sigfox与各国本地的合作伙伴共同投资网络、发展销售渠道以及建设本地化生态系统。在这种合作模式中,Sigfox通常分享收入的40%作为技术和网络设计回报,剩余60%归部署网络的合作伙伴所有。Sigfox正在实践着一条以小博大的路径——通过合作运营模式实现其成为全球部署的物联网运营商的最终目标。 Sigfox网络覆盖目标:连接全世界 3GPP——追求全球的标准化统一,积极推动产业链成熟 3GPP所研究的LPWA技术包括了基于LTE空口优化的eMTC与复用2G移动蜂窝网络频段资源的CloT(Cellular loT,也包括GSM evolution、NB M2M和NB OFDMA),其技术设计都源自移动蜂窝系统的理念,会更多地去兼顾终端的移动能力与系统的管理能力,整个系统设计会更趋于完善,未来也会得到更多的厂商与运营商的青睐。但是,3GPP标准的正式发布需要到2016年,其产业链成熟至少还需两年以上的时间。 LPWA技术带来新的M2M物联网应用解决方案 LPWA技术能够广泛适用于多种M2M物联网应用,比如应用于农田智能灌溉的解决方案中,每年仅需数次喷灌,每次喷溉只需简单的几个字节指令即可完成,设备也无需时刻在线。若采用2G、3G、4G蜂窝网络连接,则带来高资费和高功耗。而采用LPWA技术既不需要每月支付移动蜂窝网络费用,又可以使设备仅靠电池供电就能维持10年。又比如宠物跟踪,若利用移动蜂窝网技术和GPS定位对终端的电量消耗大,为了提升续航能力,相应地电池产品的体积也将增大,那就不适合宠物携带。另外,若使用WiFi、蓝牙技术,虽然便宜、能耗低,但只能满足短距离连线要求,而基于LPWA技术的终端能够维持3公里以上的距离,并且能够根据不同基站间的距离来定位,其硬件体积非常轻巧不会给宠物造成负担。同时,在地下车库、电梯等移动蜂窝网络无法发挥作用的区域以及在核电厂、医院等不适合使用WiFi、蓝牙的区域,LPWA技术也为在这些场景下的物联网应用提出了一种新的应用解决方案。最新预测显示,到2023年LPWA的M2M物联网连接数会超过移动蜂窝网技术,将达到30亿个以上。 运营商:如何去迎接新技术所带来的机遇 通过LPWA技术的引入,可以解决通过传统的移动蜂窝网络运营物联网业务时存在的一些问题。 终端成本高,尤其面向低速率的物联网应用时,移动蜂窝网通信成本过高,缺乏市场竞争优势。 Sigfox声称其通信芯片和调制解调器的成本不到1美元,并且在功耗上,移动蜂窝网通信技术耗电量为5000微瓦,而Sigfox连接耗电量仅为100微瓦,相差50倍。在使用相同电池的前提下,一个可以待机数年,一个可能只有几个月,功耗劣势最终体现为成本劣势。同时,在运营成本上,基于LPWA技术的物联网成本构成部分显著少于传统蜂窝网。 系统单站容量有限,加之2G、3G网络建设与优化工作放缓,导致物联网应用的质量下降。 在利用移动蜂窝网承载物联网应用时,无法做到物联网专网与公众网络的相对隔离,彼此间的接入容量相互制约,单站的接入能力将严重阻碍运营商在物联网市场的发展。运营商在实施4G战略后,2G、3G网络建设与优化工作也有所放缓,并出现了网络质量下降的情况,后续应对物联网市场发展就更加困难。同时,现有物联网通信模块普遍依托移动核心网进行管理,对号码资源消耗过大。 要解决上述运营问题,运营商需尽快形成与现有移动蜂窝网络相隔离的LPWA专网,并利用自身的丰富资源来实现LPWA专网的全面覆盖,改变目前所有物联网应用对移动蜂窝网络的强依赖性。LPWA专网作为物联网应用的接入部分,相比复杂的移动蜂窝网,裁减了大量的无关功能,获得符合目标场景的性价比。 LPWA专网和移动蜂窝网运营结构对比 在运营LPWA专网过程中,电信运营商除了作为网络运营商提供基础网络设施外,还应该主动承担LPWA运营平台的建设与运营工作。LPWA运营平台可以合并鉴权计费系统的能力,实现对M2M物联网终端、无线基站、应用流量和应用数据的管理,屏蔽无线接入技术的差异。运营商能够提供海量物联网通信信息处理和存储所需的强有力的硬件和资金支持。未来LPWA专网运营能提供端到端的M2M物联网应用,LPWA运营平台是一个智能平台,为各行业客户提供端到端的应用服务。行业客户可以通过租用终端节点来实现其所在行业的信息化应用。同时,加载在M2M物联网终端上的应用数据流和管理数据流可以采用集中或者分离的管理模式,终端节点与无线基站能接受LPWA运营平台的远程管理,可实现终端节点与无线基站的远程配置、软件升级、版本管理、故障告警、远程控制等电信级服务。这种平台化的业务应用模式有助于资源与规模优势的最大化,并将电信网络能力、物联网能力、移动互联网能力进行汇聚,营造出一个开放式的物联网运营环境,运营商可以在一些应用领域通过与系统开发商和服务集成商的合作,共同提供解决方案,实现资源互补,从而奠定在物联网产业中的主导地位。 Read more.
LoRa点对点系统9 下载源代码与前路思考
1 源代码下载地址 源代码可以从以下链接下载: http://download.csdn.net/detail/jiangjunjie_2005/9663452 2 开发环境与工具 硬件平台:锐米LoRa终端 http://www.rimelink.com/pd.jsp?id=2 测试套件:USB转串口 + LoRa终端转接板 https://shop140974727.taobao.com/?spm=2013.1.1000126.d21.DL6hVR 仿真器:  ST LINK V2 https://item.taobao.com/item.htm?spm=2013.1.20141002.4.Sj743Y&scm=1007.10009.31621.100200300000004&id=540446816750&pvid=8a31520e-d2bd-4a21-b940-aa421c82d92d IDE环境:IAR for STM8  http://www.rimelink.com/nd.jsp?id=33&_np=105_315 3 评估软件 3.1 下载评估软件 下载评估软件链接:http://www.rimelink.com/nd.jsp?id=38&_np=105_315 3.2 使用评估软件 使用该软件请参考《锐米LoRa终端评估软件操作手册》,链接地址为: http://www.rimelink.com/nd.jsp?id=38&_np=105_315   思考题:路往何方 1 点对点系统局限性 LoRa点对点系统在现实中有少量的应用场景,如:使用手持机“点名”抄能源表计(电/水/气/热表计),远程控制阀门等。当然,它的局限性是很明显的: 1. 没有避免冲突机制:没有LBT(Listen BeforeTalk)机制,如果2个节点 同时发送,无线电信号将受损,导致通信失败; 2. 接收节点无法低功耗:接收节点必须随时等待发送节点的信号,无法休眠; 3. 无法自动组网:解决不了避免冲突和低功耗侦听,组网也就成了空中楼阁。 2  LoRa+mesh可行吗? 在FSK调制的微功率射频时代,mesh是主流方案,表面看,它具备:多跳延伸通信距离,多路径保证通信链路健壮性,避免冲突,低功耗侦听等优点;然而,深入研发的工程师都知道它有以下缺陷: 1. 延时大:当一个数据包经过几跳传输后,实时性就很难保证; 2. 不可靠:跳跃转发越多,丢失数据包的机率就越大,尤其是通信链路受干扰 或信号微弱的情况下; 3. 耗电大:mesh网中负责转发的节点能耗很大,最终整体网络将陷入瘫痪; 4. 很复杂:多跳转发和多径路由,本身就复杂,这给开发和维护带来困难。 […] Read more.
LoRa点对点系统8 测试
1 测试环境 1.1 测试工具 PC机2台; 锐米LoRa终端2个; USB转串口套件2个; 锐米LoRa终端评估软件; 1.2 搭建平台 如下图所示,2个LoRa终端,分别通过USB转UART连接2台PC,终端之间通过LoRa无线通信。这样一来,PC#i发送的数据,PC#j能远程接收;反之,亦然。 2 集成测试 2.1 测试目的 将LoRa终端和PC评估软件联合测试,使它们能够正常运行。 2.2 测试内容 步骤 方法 结果 1 使用PC评估软件,遍历测试LoRa终端的接口协议; √ 2 发送RF数据包,Comm2Trm和Network进程正常工作; √ 3 接收RF数据包,Comm2Trm和Network进程正常工作; √ 4 设置参数,2个进程和SystSettings模块正常工作; √ 3 功能测试 3.1 测试目的 功能测试指按产品说明书,逐项测试列举的功能。 3.2 测试内容 测试对象 测试内容 测试结果 读取软件版本 使用PC评估软件,读取LoRa终端的软件版本 √ 发送数据 发送字节从1到247,都能够正确发送 √ 配置射频参数 切换高 / 中 / 低三个速率档位,均能正确发送 […] Read more.
NB-IoT和LoRa使用频谱比较
概述 在中国,在低功耗广域网领域,NB-IoT和LoRa无疑是最为热门的两种低功耗广域网(LPWAN)技术。两者形成了两大技术阵营,一方是以华为为代表的NB-IoT,另一方是以中兴为代表的LoRa。国内两大电信服务商,引领了两种技术的发展,可谓是中国低功耗广域网(LPWAN)技术领域里的盛事。而低功耗广域网由于其低功耗广域覆盖的特点,正在推动物联网新一波发展的行情。 毫无疑问,无线电频谱是一种国家资源,是一种有限的资源,不可以再生,只能合理地利用。下面就看看两种技术使用的频段。 NB-IoT频段 NB-IoT使用了授权频段,有三种部署方式:独立部署、保护带部署、带内部署。全球主流的频段是800MHz和900MHz。中国电信会把NB-IoT部署在800MHz频段上,而中国联通会选择900MHz来部署NB-IoT,中国移动则可能会重耕现有900MHz频段。 下面是来自网络的一些信息: NB-IoT属于授权频段,如同2G/3G/4G一样,是专门规划的频段,频段干扰相对少。NB-IoT网络具有电信级网络的标准,可以提供更好的信号服务质量、安全性和认证等的网络标准。可与现有的蜂窝网络基站融合更有利于快速大规模部署。运营商有成熟的电信网络产业生态链和经验,可以更好地运营NB-IoT网络。 从目前来看,NB-IoT网络技术的只会由上面的网络运营商来部署,其他公司或组织不能自己来部署网络。要使用NB-IoT的网络必须要等运营商把NB-IoT网络铺好,其进度与发展取决于运营商基础网络的建设。 LoRa频段 LoRa使用的是免授权ISM频段,但各国或地区的ISM频段使用情况是不同的。下表是LoRa联盟规范里提到的部分使用的频段: 在中国市场,由中兴主导的中国LoRa应用联盟(CLAA)推荐使用了470-518MHz。而470-510MHz这个频段是无线电计量仪表使用频段。《微功率(短距离)无线电设备的技术要求》中提到:在满足传输数据时,其发射机工作时间不超过5 秒的条件下,470-510MHz频段可作为民用无线电计量仪表使用频段。使用频率是470-510MHz,630-787MHz。发射功率限值:50mW(e.r.p)。 由于LoRa是工作在免授权频段的,无需申请即可进行网络的建设,网络架构简单,运营成本也低。LoRa联盟正在全球大力推进标准化的LoRaWAN协议,使得符合LoRaWAN规范的设备可以互联互通。中国LoRa应用联盟在LoRa基础上做了改进优化,形成了新的网络接入规范。 结语 NB-IoT工作在授权频段,设备需要入网许可,干扰相对会少。LoRa工作在免授权频段,免授权频段的设备种类相对多,难免会受到其他无线设备的干扰。LoRa的优势在于其专利技术,即使在复杂的环境中依然能保持较高的接受灵敏度,抗干扰能力强。 LoRa和和NB-IoT的数据速率是不同的,LoRa数据速率可达50kbps,NB-IoT可达200kbps。两种技术的数据速率不同实际上也形成了不同的市场细分应用,可根据实际项目需求选择适合的技术。 NB-IoT和LoRa各有千秋,各有自己的优势。需要根据实际的项目需求情况及自身情况合理选择适当的技术。 Read more.
LoRa点对点系统7 剖析核心代码
1 引言 在LoRa点对点系统中,核心是Network进程的处理代码,它除了响应用户发送无线数据包外,还需要驱动射频和响应多种中断信号。为此,我们列出该进程的逻辑,并且剖析它的代码。 2 核心代码逻辑 有2个特别注意的地方: 1. 如果RF_Rx_Error,需要重新启动RF接收功能,以避免引发宕机错误; 2. RF缓冲区中有多个数据包时,给自身发poll消息,让其他进程有机会运行。 3 剖析核心代码 PROCESS_THREAD(NetworkProcess, ev, data) { /*ATTENTION: stack variables can NOT cross any “XX_YIELD()”. */ uint8_t    byDataSize; uint16_t    wCalcCRC16; uint16_t    wSrcCRC16;   PROCESS_BEGIN();   SX1278Receive(0); while(TRUE) { PROCESS_YIELD();   if (NETWORK_EVENT_TX_RF_PACKAGE == ev)                         […] Read more.
LoRa点对点系统6 源代码结构
1 源代码结构 main.c      基于C语言系统的入口函数 main.h      系统的全局配置文件 Application  应用程序,以Contiki系统的protothread方式组织 Contiki      Contiki操作系统 Driver       驱动:ST官方驱动库和MCU外设驱动文件 Project      IAR环境下所有工程文档 RF         SX1278射频芯片驱动代码   2 使用源代码 在源代码文件main.h中,有如下宏编译语句: #define CUR_PRODUCT    iWL882A #define REL_VER    1 /* 0=debug; 1=release */ #define CUR_VER    “LoRaP2PTW V1.0.00 2016-10-20” /*current version */   它们代表如下含义: CUR_PRODUCT:当前LoRa终端的硬件版本号,目前出厂为iWL882A; REL_VER:0=debug版本,串口支持shell命令; 1=release版本,串口与评估软件通信; CUR_VER:软件版本号,其中“LoRaP2PTW”不能更改,因为评估软件依赖 该版本编号来识别产品种类; 3  Main入口函数 void main(void) { /* Initialize hardware */ chip_Init();               […] Read more.
LoRa点对点系统5 数据结构与算法
1 Comm2Trm进程 1.1处理UART数据帧 为节省内存,接收与处理UART数据“复用”了缓冲区,如下图所示: UART驱动: #1:一个接一个将接收的UART数据存储到缓冲区; #2:接收一完整UART帧后,发消息给进程通知处理; Comm2Trm进程: #3:给缓冲区加锁,解析UAR帧; #4:组织UART回应帧; #5:通过UART发送回应帧,给缓冲区解锁。 为什么要给缓冲区加锁和解锁呢?如下图的时序逻辑所示:进程“锁定”缓冲区期间UART驱动无法向缓冲区中写数据,因此也不会“竞态打扰”进程处理该数据帧。 1.2 发送RF数据包 #1:UART一个接一个输入数据到缓冲区COMM_TRM_DATA; #2:当接收一完整帧结束后,UART_ISR给进程poll消息; #3:进程解析和处理该UART数据帧; #4:进程拷贝用户数据到缓冲区TxDataBuf; #5:Network进程从缓冲区TxDataBuf提取数据,通过RF发送。 1.3 接收RF数据包 #1:Network进程存储接收数据到缓冲区RxDataBuf; #2:Network进程post消息给Comm2Trm进程; #3:Comm2Trm进程组织该数据为UART帧; #4:进程通过UART口发送该数据帧。 2 Network进程 2.1发送RF数据包 #1:从Comm2Trm进程提取发送数据到packetbuf; #2:基于packetbuf组织RF数据包; #3:通过RF发送packetbuf中的RF数据包; 2.2接收RF数据包 #1:RF接收的数据包存入RadioBuf,并poll进程; #2:进程从RadioBuf拷贝数据包到ParseRFBuf; #3:进程解析该RF数据包; #4:提取用户数据,交付给Comm2Trm进程;   2.3 逻辑流程   3 SystSettings模块 为简化设计,定义了NetSettings_t数据结构,它的“主本”存储在SystSettings模块的EEPROM中,Comm2Trm和Network这2个进程各自拥有一个“副本”。 1.     上电时,Comm2Trm和Network这2个进程各自从“主本”拷贝“副本”; 2.     任意一方修改“NetSettings_t”的副本数据,必须:①存储到“主本”之中;②通知“另一方”同步更新副本数据。 Read more.
LoRa点对点系统4 进程通信
1 Comm2Trm进程 1.1 接收RF数据包,发送给PC t0时刻:Network进程通知Comm2Trm进程(简称进程),接收到RF数据; t1时刻:进程封装数据为UART帧,通过UART端口发送; t2时刻:UART端口启动发送; t3时刻:UART发送完毕,ISR执行扫尾工作(清除硬件中标标识等); 1.2 接收PC数据帧,通过RF发送 t4时刻:UART接收到来自PC的UART数据帧,poll进程; t5时刻:进程提取UART帧中用户数据,通知Network进程; t6时刻:Network进程通过RF发送该数据帧。 2 Network进程 2.1 接收PC数据帧,通过RF发送 t0时刻:Comm2Trm进程通知Network进程(简称进程),接收到UART数据; t1时刻:进程封装数据为RF包,通过RF端口发送,阻塞自身; t2时刻:RF启动发送; t3时刻:RF发送完毕,ISR执行扫尾工作,通知进程; t4时刻:进程恢复运行,切换RF到RF模式;   2.2 接收RF数据包,发送给PC 接收RF数据包,发送给PC。 t5时刻:RF接收到数据包,poll进程; t6时刻:进程处理该RF数据包,通知Comm2Trm进程; t7时刻:Comm2Trm进程 Read more.
LoRa点对点系统3 与PC接口
1 通信介质 UART口:115200波特率、8位数据位、1位停止位、无校验。 2 通信模式 设置和读取参数遵循主从方式,PC为主,Node为从。通信由PC发起,Node根据相应的命令进行响应,如下图所示。 当Node接收唤醒通信数据帧时,它以“异步方式”发送给PC,如下图所示。 3 通信帧格式 PC与Node通信帧采用变长格式,如下图所示。大部分设备可以很好地处理以“回车符”结尾的数据帧,因此协议中的Tail等于0x0D(换行符)。 4 通信帧种类 没有额外说明,数据格式均为“大端”,即:4字节整数0x12345678在内存中(自低向高)存储顺序为:0x12、0x34、0x56、0x78。 帧含义 Type 数据域 实例 字节 数据解释 读取软件版本(PC->Node) 0x01 / 0 / 回应软件版本(Node->PC) 0x81 软件版本号(字符串,以’\0’结尾) 24 “LoRaP2P V1.0.0 16-10-20” 发送数据(PC->Node) 0x02 实际发送数据,最大字节=247 2 数据帧(十六进制):12 34发送2字节数据:0x12 0x34 回应发送结果(Node->PC) 0x82 发送结果(字符串,以’\0’结尾) 69 “TX OK”“TX Error” 配置射频参数(PC->Node) 0x03 2B:前导码0x55 0xAA1B:空中速率档位 有效值=[4, 7, 10] 4B:频率,有效范围= [410 MHz~ […] Read more.
LoRa点对点系统2 软件模块划分
1 任务逻辑图 如下图所示,软件系统包括2个进程:Network和Comm2Trm,它们分别控制LoRa射频和UART口,数据模块SystemSettings用于保存系统参数。 2 数据流图 2.1 发送数据 #1:PC将用户数据帧通过UART交付给LoRa终端; #2:Comm2Trm进程接收该UART数据帧; #3:Comm2Trm进程抽取用户数据,通知Network进程发送; #4:Network进程封装用户数据为RF数据包,通过LoRa射频发送。   2.2 接收数据 #1:LoRa射频接收RF数据包,通知Network进程处理; #2:Network进程提取用户数据,通知Comm2Trm进程; #3:Comm2Trm进程将用户数据封装成UART帧,并通过UART发送; #4:PC接收UART帧,打印用户数据。 2.3 设置参数 #1:PC将参数帧通过UART交付给LoRa终端; #2:Comm2Trm进程接收该UART参数帧; #3:Comm2Trm进程提取参数,写入SystemSettings; #4:Comm2Trm进程通知Network进程更新参数。 Read more.
LoRa点对点系统1 需求分析
1 引入 为更进一步了解LoRa终端和Contiki系统,我们设计一个P2P(Point to Point)系统。虽然该系统简单,我们还是采用软件工程的方法来实现,借此展示一个嵌入式产品的开发过程。 2 连接设备 如下图所示,2个LoRa终端,分别通过USB转UART连接2台PC,终端之间通过LoRa无线通信。这样一来,PC#i发送的数据,PC#j能远程接收;反之,亦然。当然,这2个终端也可以连接到同一台PC,只是不能体现LoRa远距离通信的功能。 3 通信时序 这4个设备的一次通信时序如下图所示: #1:PC#i接收用户数据; #2:PC#i将用户数据封装成UART帧#i,并交付给LoRa终端#i; #3:LoRa终端#i抽取用户数据,封装成RF数据包#i,通过LoRa射频发送; #4:LoRa终端#j接收到RF数据包#i,抽取用户数据,封装成UART帧#i; #5:LoRa终端#j将UART帧#i交付给PC#j。 #6:PC#j打印用户数据。 Read more.
基于LoRa远距离无线通讯技术的传感网络概述
一、背景概述: 2013年8月,Semtech公司向业界发布了一种新型的,基于1GHz以下的超长距低功耗数据传输技术(简称LoRa)的芯片。其接受灵敏度达到了惊人的-148dbm,与业界其他先进水平的sub-GHz芯片相比,最高的接收灵敏度改善了20db以上,其功耗极低。 LoRa 作为低功耗广域网(LPWAN)的一种长距离通信技术,近些年受到越来越多的关注。随着物联网从近距离到远距离的发展,必将会产生一些新的行业应用和商务模式。Cisco、IBM、Semtech、Microchip等正在积极推广LoRa技术。 二、技术特点: LoRa的优势在于技术方面的长距离能力。LoRa技术在高性能、远距离、低功耗,支持大规模组网,测距和定位等方面突出的特点,这使得该方案(终端+网关)成为物联网大规模推广应用的一种理想的技术选择。 LoRa是低功耗广域网通信技术中的一种,是物理层或无线调制用于建立长距离通信链路。许多传统的无线系统使用频移键控(FSK)调制作为物理层,因为它是一种实现低功耗的非常有效的调制。LoRa是基于线性调频扩频调制,它保持了像FSK调制相同的低功耗特性,但明显地增加了通信距离。 LoRa技术本身拥有超高的接收灵敏度(RSSI)和超强信噪比(SNR)。此外使用跳频技术,通过伪随机码序列进行频移键控,使载波频率不断跳变而扩展频谱,防止定频干扰。 三、LoRa网络架构 在网状网络中,个别终端节点转发其他节点的信息,以增加网络的通信距离和网络区域规模大小。虽然这增加了范围,但也增加了复杂性,降低了网络容量,并降低了电池寿命,因节点接受和转发来自其他节点的可能与其不相关的信息。当实现长距离连接时,长距离星型架构最有意义的是保护了电池寿命。 如果把网关安装在现有移动通信基站的位置,发射功率20dBm,(100mW),那么在高建筑密集的城市环境可以覆盖2公里左右,而在密度较低的郊区,覆盖范围可达10公里。该网关/集中器还包含MAC层协议,对于高层它是透明的。 四、解决方案平台架构: 解决方案系统架构为:网络/应用服务器、LoRa 网关、LoRa 节点; 五、应用案例 1、智慧油田图片   2、智慧水务   3、智慧供热   4、智慧燃气   Read more.