Iepazīstinām ar LoRa ™!: 19 soļi

2024 Autors: John Day | [email protected]. Pēdējoreiz modificēts: 2024-01-30 10:56

LoRa ™ = liela attāluma bezvadu datu telemetrija un attiecas uz radikālu VHF/UHF divvirzienu bezvadu izkliedēta spektra datu modulācijas pieeju, ko nesen izstrādāja un iezīmēja (™) Semtech - sen izveidota (1960) ASV daudznacionāla elektronikas firma. Skatiet [1] =>

LoRa ™ tehnoloģiju izstrādāja Francijas uzņēmums Cycleo, ko 2012. gadā iegādājās Semtech. LoRa ™ ir patentēta, taču šķiet, ka tā izmanto kaut kādu "vienkāršāku" CSS (Chirp Spread Spectrum) impulsa FM "slaucīšanas frekvences" modulāciju, nevis DSSS (tiešās secības SS) vai FHSS (frekvenču lēciena SS).

Semtech tīmekļa vietnē ir minēts, ka "LoRa ™ tehnoloģija piedāvā 20dB saites budžeta priekšrocības salīdzinājumā ar esošajiem risinājumiem, kas ievērojami paplašina jebkuras lietojumprogrammas diapazonu, vienlaikus nodrošinot zemāko strāvas patēriņu, lai maksimāli palielinātu akumulatora darbības laiku."

Pieprasītie diapazoni parasti ir 10 reizes lielāki par parastajām UHF bezvadu datu sistēmām. Jā -salīdzinot ar regulāriem šaurjoslas datu iestatījumiem, LoRa ™ dod 100 metrus, nevis 10 s, vairākus 1000 m, nevis tikai 100 s. Maģija!

LoRa ™ ir nedaudz sarežģīta, jo tajā tiek lietoti termini un nepieciešami iestatījumi, kas, iespējams, nav pazīstami daudziem "parastajiem" lietotājiem. Patīkami, ka tika konstatēts, ka ir iespējams pārbaudīt apgalvojumus, izmantojot vienkāršus iestatījumus - šeit kā kontrolieri, izmantojot pārī no Apvienotās Karalistes iegūtos 3 ASV dolāru PICAXE mikroshēmas. PICAXE ir gandrīz ideāli piemēroti šādiem izmēģinājumiem, jo tie ir ieprogrammēti augstā līmenī interpretētā BASIC, un visi izpildes ātruma pieskaitāmie izdevumi ir nejauši S-l-o-w LORA ™ datiem! Skatiet [2] => www.picaxe.com

1. darbība: Semtech SX127x

Pēdējās desmitgadēs, pateicoties lētai datoru apstrādei, ir izstrādāti dažādi viedie digitālie režīmi (īpaši radio šķiņķi) zemākas frekvences HF (3–30 MHz) darbam, kur joslas platums ir dārgs. (Joslas platuma izsalkušā spektra modulācija šajās zemākajās frekvencēs parasti ir nelikumīga). Daži režīmi var aptvert okeānus ar mazu jaudu (daži vati), taču tie ir lēni, un tiem ir nepieciešama sarežģīta datora programmatūra kodēšanai/dekodēšanai, kā arī ļoti jutīgi komentāri. uztvērēji un nozīmīga antena. Skatīt [3] =>

Tomēr Semtech VHF/UHF SX127x LoRa ™ RF IC satur gandrīz visu viedā īkšķa naga izmēra ~ 4 ASV dolāru mikroshēmā!

* 2019. Papildu komentārus skatiet Instructable beigās.

Semtech piedāvā vairākas RF IC variācijas, un SX1278 ir zemāka UHF frekvence, kas ir slīpa, lai atbilstu 433 MHz ISM joslas lietotājiem. Augstāks biežums. 800–900 MHz piedāvājumi pieprasa profesionālāku darbu, lai gan šajās gandrīz 1 GHz frekvencēs var rasties problēma ar samazinātu RF perforatoru un signāla ceļa absorbciju. Tomēr zem GHz frekvencēm ir zemāks troksnis, juridiski lielāka pārraides jauda un kompaktāka antena ar lielu pastiprinājumu, kas to var kompensēt.

Papildus LoRa ™.modulācijai (parādīts attēlā), SX127x raiduztvērēja moduļi var radīt arī FSK, GFSK, MSK, GMSK, ASK/OOK un pat FM signālu signālus (Morzes kods!), Lai tie atbilstu mantotajām sistēmām. Skatiet Semtech datu lapas (131 lapas!) [4] => www.semtech.com/images/datasheet/sx1276.pdf

Piezīme: HOPERF, sen izveidota ķīniešu bezvadu datu firma, piedāvā LoRa ™ moduļus ar "'7 a side" RF96/97/98 IC, kas šķiet līdzīgs Semtech SX127x. Tomēr nav zināms, vai tie ir tikai Āzijas LoRa ™ otrie avoti…

2. solis: LoRa ™ izkliedē spektra priekšrocības

SS (Spread Spectrum) sistēmas nav jaunas, taču to izsmalcinātība nozīmēja, ka tās daudziem lietotājiem bija pārāk dārgas, līdz attīstījās modernas mikroelektroniskās pieejas. Tā kā SS paņēmieni piedāvā ievērojamus traucējumus un zūdošu imunitāti, drošību un "nenosakāmu" pārraidi, tie jau sen ir militārā joma - pat Otrā pasaules kara laikā. Pārbaudiet pārsteidzošo četrdesmitajos gados veikto bumbas aktrises Hedijas Lamāras darbu! [5] =>

LoRa ™ iespējamā Chirp SS modulācija, kā arī citu SS priekšrocību baudīšana var piedāvāt arī Doplera efekta "mainīgās frekvences" imunitāti - iespējams, nozīmīga strauji mainīgās LEO (Low Earth Orbital) satelīta radio lietojumprogrammās. Skatiet [6] =>

Bet šeit, uz zemes, vislielākā uzmanība tiek pievērsta Semtech apgalvojumiem (un daudzu citu veicināšanai 2014. – 2015. Gadā -ieskaitot IBM un MicroChip!), Ka zema UHF izplatīšanās spektra LoRa ™ ierīces palielina diapazonu vismaz par lielumu (x 10) salīdzinājumā ar tradicionālajiem NBFM (šaurjoslas FM) datu moduļiem līdzīgos apstākļos un iestatījumos.

Šķiet, ka lielu daļu no šī apbrīnojamā diapazona palielinājuma rada LoRa spēja strādāt zem trokšņa līmeņa. Tā pamatā var būt troksnis, kas ir nejaušs (un līdz ar to noteiktā laikā atceļ sevi), kamēr tiek pasūtīts signāls (ar vairākiem paraugiem, tādējādi "veidojot to"). Skatiet koncepciju pievienotajā sērfošanas attēlā!

Lai gan līdz ar to var būt iespējama ļoti zema jaudas "eļļaina elektrona smarža" mW līmeņa raidītāji (un ar akumulatoru darbināmiem iestatījumiem glabāšanas laiks var būt gandrīz gadi), LoRa ™ mīnuss tomēr ir tāds, ka var būt saistītas vāja signāla tālsatiksmes saites ar ļoti zemu datu pārraides ātrumu (<1 kbps). Tas var būt gadījuma rakstura gadījuma IoT (lietu interneta) monitorings lietojumprogrammās, kas saistītas ar temperatūru, skaitītāju nolasīšanu, statusu un drošību utt.

3. solis: SIGFOX - uz tīklu balstīts IoT konkurents?

Iespējams, LoRa ™ tuvākais IoT liela attāluma LPWA (Low Power Wide Area) bezvadu konkurents ir franču uzņēmums SIGFOX [7] =>

Atšķirībā no Semtech patentētās LoRa ™, SigFox ierīces ir patīkami atvērtas, bet tām ir nepieciešams specializēts sasaistes tīkls. Tādējādi tie kļūst bezjēdzīgi, tāpat kā mobilie tālruņi, kad tie atrodas ārpus SigFox tīkla pārklājuma - tas ir īpaši nozīmīgs faktors attālos reģionos (vai daudzās valstīs, kas vēl nav apkalpotas!). Pastāvīgas maksas par pakalpojumiem vai straujš tehnikas progress var kļūt arī par problēmu - Metricom 90. gadu beigu neveiksmīgais 900 MHz "Ricochet" bezvadu interneta pakalpojums nāk prātā [8] => https://en.wikipedia.org/wiki/Ricochet_% 28 Internets…

SigFox ierīces atšķiras no LoRa ™, izmantojot UNB (īpaši šaurjoslas) 100 Hz radio “kanālus” ar BPSK (Binary Phase Shift Keying) modulāciju 100 bps. Raidītāji ir līdzīgi akumulatoriem draudzīgi 10-25 mW, bet licencē nav 868-902 MHz joslu. Jumta bāzes stacijām, kas pieslēdzas internetam, izmantojot šķiedru utt., Ir īpaši jutīgi -142 dBm uztvērēji. Rezultāts var būt 10 km (līdzīgi kā LoRa ™) - datu saites ir saņemtas no lidojošām lidmašīnām un jūras kuģiem, atrodoties SigFox bāzes staciju tuvumā.

Bet ir atļauti tikai 12 baitu ziņojumi, ierobežoti līdz 6 ziņojumiem stundā. Informācija tiek piegādāta dažu sekunžu laikā, taču SigFox tīkls nevar atbalstīt tādu reāllaika saziņu kā kredītkaršu autorizācija, un sistēma vislabāk atbilst pāris reizes dienā pārsūtītajiem datu fragmentiem. Parasti tie var ietvert komunālo skaitītāju nolasīšanu no attāluma, plūsmas un līmeņa uzraudzību, aktīvu izsekošanu, avārijas brīdinājumus vai automašīnu stāvvietas - pēdējais ir patiess ieguvums!

SigFox tīkli ir diezgan vienkārši, un tos var izvietot par nelielu daļu no tradicionālās mobilās sistēmas izmaksām. Spānijā un Francijā jau ir aptuveni 1000 bāzes staciju (salīdzinot ar 15 000 standarta mobilo sakaru pakalpojumiem), un drīz sekos Beļģija, Vācija, Nīderlande, Apvienotā Karaliste (caur Arqiva) un Krievija. Izmeklēšana notiek arī Sanfrancisko, Tomēr Sigfox tieši neveido šos tīklus, bet slēdz līgumus ar vietējiem uzņēmumiem, lai apstrādātu salīdzinoši vienkāršo jumta bāzes staciju un antenu izvietošanu.. Izvēršana var būt ātra un rentabla- viņu izvietošanas partneris Spānijā iztērēja 5 miljonus ASV dolāru, lai tikai 7 mēnešos izvietotu tīklu visā valstī. Pēc tam šie vietējie partneri tālākpārdod IoT pakalpojumus, un gala lietotājs maksā aptuveni USD 8 gadā par ierīci.

SigFox pieejas ieviešana ir bijusi dramatiska, un 2015. gada sākumā finansējums tika piesaistīts> 100 miljoni ASV dolāru. Bezvadu konkurenti TI/CC (Texas Instruments/ChipCon), kas nesen pievienojās SigFox, patiesībā norāda, ka Lora ™ var būt trūkumi - skatiet [9] =>

SigFox izmeklēšanu bija grūti atrast, taču skatiet ieskatu par pamācībām [10] =>

Iespējams, ka abas pieejas galu galā pastāv līdzās, tāpat kā divvirzienu radioaparāti (= LoRa ™) un mobilie tālruņi (= SigFox) balss līmeņa komiksiem. Pašlaik (2015. gada maijs) LoRa ™ noteikti ir veids, kā izpētīt liela attāluma IoT bezvadu iespējas- lasiet tālāk!

4. solis: ķīniešu LoRa ™ moduļi -1

Lai gan tas ir ES izgudrojums, Ķīnas ražotāji ļoti labprāt ir uzņēmušies Semtech SX127x LoRa ™ dzinējus. LoRa spēja trāpīt cauri ēkām pārpildītās Āzijas pilsētās neapšaubāmi ir bijusi pievilcīga.

Ražotāji Ķīnas mega e-pilsētā Šenženā (netālu no Honkongas) ir bijuši īpaši entuziastiski, un piedāvājumus ir atzīmējuši tādi "veidotāji" kā Dorji, Appcon, Ulike, Rion/Ron, HopeRF, VoRice, HK CCD, Shenzhen Taida, SF, NiceRF, YHTech un GBan. Lai gan to saskarnes saskarnes nedaudz atšķiras, 2 mikroshēmas "mikro moderētie" moduļi no Dorji, Appcon, VoRice un NiceRFseem ir gandrīz izgatavoti.

Tāpēc plaša Google meklēšana ir ieteicama tiem, kas iegādājušies lielapjoma pirkumus, paraugus, bezmaksas piegādi, skaidrāku tehnisku ieskatu, labāku piekļuvi SX127x funkcijām/tapām, vieglāku vadību, vieglāku svaru, izturīgu iepakojumu (YTech's E32-TTL-100 stils) utt. piemēram, EBay, Alibaba vai Aliexpress [11] =>

5. solis: ķīniešu LoRa ™ moduļi - 2

Esiet uzmanīgi, ka lētāki (<10 ASV dolāri) vienas mikroshēmas moduļi kontrolē SX1278, izmantojot nogurdinošu ar pulksteni saistītu SPI (seriālo perifērijas saskarni). Lai gan tie ir lielāki un dārgāki (~ 20 ASV dolāri), divi mikroshēmas LoRa ™ moduļi izmanto otro iebūvēto MCU (mikrokontrolleru) SX1278 savienojumam, un tos parasti ir daudz vieglāk konfigurēt un ar tiem strādāt. Lielākā daļa piedāvā draudzīgu nozares standarta TTL (Transistor Transistor Logic) pārredzamu datu apstrādi, izmantojot vienkāršas RXD un TXD tapas. TTL moduļos parasti ir uzstādītas sīkas sarkanas un zilas gaismas diodes - tas ir ērti, lai gūtu ieskatu TX/RX.

PIEZĪME. 8 kontaktu piedāvājumos var izmantot 2 mm tapu atstarpi, nevis standarta 2,54 mm (1/10 collas), kas var ierobežot bezlodēšanas maizes dēļa novērtējumu.

Lai gan TTL LoRa ™ ierīču cenu dubultošanās var būt biedējoša, skinflints varētu apsvērt lētākas (gan iegādei, gan piegādei) dēļus bez SMA ligzdas un atbilstošas "gumijas pīlītes" antenas. Protams, tas nebūs tik profesionāli, bet vienkāršu ¼ viļņu (~ 165 mm garu) pātagu var viegli izgatavot no stiepļu lūžņiem. Tas var pat izlīdzināt "gumijas pīlinga" antenu-īpaši, ja tā ir pacelta!

Kopumā (un, iespējams, to strauji ietekmē arvien vairāk piedāvājumu), rakstīšanas laikā (2015. gada aprīļa vidū) Dorji's 433 MHz DRF1278DM šķiet vienkāršākais veids, kā sākt darbu ar LoRa ™. Tomēr šī moduļa ierobežotā piekļuve pinout, HEX līmeņa pielāgošana un nepieciešamība pēc augstāka barošanas sprieguma (3,4–5,5 V) var būt ierobežojums.

6. darbība: Dorji DRF1278DM

Ķīniešu ražotājs Shenzhen Dorji pārdod šos mikro komandētos DRF1278DM moduļus par USD 20 USD no Tindie [12] =>

7 tapas atrodas 2,54 mm (= 1/10 collas). Nepieciešama barošana starp 3,4 - 5,5 V. Tomēr moduļa elektronika darbojas ar zemāku spriegumu - iebūvēts 3.2V sprieguma regulators. Šī vajadzība pēc lielākas piegādes ir satraucoša mūsdienu "3V" laikmetā, jo, lai gan tas ir piemērots 5V USB (vai pat lielgabarīta 3 x AA 1.5V šūnām), tas neļauj izmantot atsevišķas 3V Li monētu šūnas utt. Varbūt regulatoru varētu apiet?

7. darbība: DAC02 USB adapteris

Moduļa konfigurēšanai, izmantojot datora programmatūru "RF Tools", var izmantot lētu USB - TTL adapteri (šeit Dorji's DAC02). Tomēr moduļi ir mehāniski diezgan neatbalstīti, ja tie tiek ievietoti, un atkārtota lietošana var saspiest tapas …

Līdzīgu adapteru ir par ļoti zemām cenām, BET pirms lietošanas ir svarīgi vispirms nodrošināt, lai adaptera tapas funkcijas atbilstu bezvadu moduļa funkcijām! Ja tie nenotiek (bieži sastopami VCC/GND mijmaiņas darījumi), tad, iespējams, ir jāizmanto lidojošās svina pieejas. Lai gan tie ir garlaicīgi, tie var būt arī daudzpusīgāki, jo tie atbilst konfigurācijai. no citiem moduļiem (skatiet uztvērēja HC-12 iestatījumus) un pat tiešo termināļa programmas displeju datorā.

8. darbība: USB konfigurācijas rīki + SF, BW un CR ieskati

Līdz ar to ekrāni, kas raksturīgi lietotājam draudzīgam USB, konfigurējot “RF rīkus”. Dorji moduļi tika izstrādāti komplektā, taču frekvences un jaudas iestatījumi vismaz ir jāmaina atbilstoši vietējiem noteikumiem. Daudzas valstis ierobežo 433 MHz raidītāja jaudu līdz 25 mW (~ 14 dBm) vai pat 10 mW (10 dBm) - tie ir attiecīgi Dorji jaudas iestatījumi 5 un 3.

Bez licences brīva ISM josla, kas aptver ~ 1,7 MHz šķēli no 433,050 līdz 434,790 MHz, arī NAV atļauta pārraide tieši 433 000 MHz frekvencē!

Par laimi, šķiet, notiek pārredzama datu apstrāde, un tas nozīmē, ka neatkarīgi no ievadītajiem sērijveida datiem tas pēc pārraides tiek pārraidīts ar zobu palīdzību. Tomēr baumotais 256 baitu buferis vairāk izskatījās pēc 176 baitiem (CRC pieskaitāmās izmaksas?), Dažus iestatījumus ar Dorji rīku bija grūti interpretēt, un arī ne vienmēr tika pierādīts, ka “rakstītās” izmaiņas ir pieņemtas …

Lejupielādējiet Dorji konfigurācijas rīku DRF_Tool_DRF1278D.rar (norādīts RHS apakšējā slejā "Resursi"), izmantojot => https://www.dorji.com/pro/RF-module/Medium_power_tranceiver.htmlPārbaudiet dažādus ieskatus (īpaši 9-10. Lpp.) tā izmantošana un USB adapteri utt. =>

LoRa ™ izkliedētā spektra terminu skaidrojums: (NB! Datu pārraides ātrums attiecas uz BW un SF)

BW (joslas platums kHz): lai gan tikai 10s kHz BW var pievilcīgi, ir svarīgi saprast, ka lēti 32 MHz kristāli, ko izmanto daudzi LoRa ™ moduļi (Dorji un HOPERF uc), var precīzi neatbilst frekvencei. Var rasties arī ar temperatūru saistītas novirzes un novecošanās. Šaurāku joslas platumu izvēle var kavēt moduļa sinhronizāciju, ja vien netiek izmantota nogurdinoša kristāla pielāgošana un termiskā regulēšana. Lai gan ķīniešu LoRa ™ moduļu ražotāji, piemēram, Dorji, iesaka BW vismaz 125 kHz, lielākoties šaurākam 62,5 kHz BW vajadzētu būt diezgan labam. Skatiet ēnotās tabulas kolonnu, kas parādīta 10. darbībā.

SF (izkliedes koeficienta “mikroshēmas” kā bāzes 2 žurnāls): SS sistēmās katrs bits pseidogadījuma binārajā secībā ir pazīstams kā “mikroshēma”. Palielinot no 7 (2^7 = 128 mikroshēmu impulsi uz simbolu) līdz 12 robežai, jutība tiek uzlabota par 3dB katrā solī, bet apm. uz pusi samazina datu pārraides ātrumu. Lai gan līdz ar to SF 11 (2^11 = 2048) ir par 12 dB jutīgāks nekā SF7, datu pārraides ātrums samazinās (pie 62,5 kHz BW) no ~ 2700 bps līdz tikai 268 bps. Arī lēnas datu pārraides raidītāji paliek ieslēgti ilgāk un tādējādi var arī patērēt vairāk enerģijas nekā raidītāji, kas sūta ātrākus datus.

Tomēr ļoti zems datu pārraides ātrums, protams, var būt pieļaujams gadījuma rakstura IoT (lietiskā interneta) uzraudzībai (un palielināta akumulatora enerģijas izlāde gandrīz nejaušības dēļ), savukārt x 4 diapazona palielināšana varētu būt ārkārtīgi vērtīga!

CR (kļūdu kodēšanas līmenis): sākotnējos AK testos tika izmantots CR 4/5. (Tas nozīmē, ka katru 4 noderīgo bitu kodē 5 pārraides biti). Palielinot CR līdz 4/8, raidīšanas laiks tiek pagarināts par ~ 27%, bet uztveršana tiek uzlabota par 1 līdz 1,5 dBm, kas ir potenciāls diapazona uzlabojums par aptuveni 12 līdz 18%. Šis CR kniebiens, iespējams, nedos tik izdevīgu diapazona pieaugumu kā SF palielināšana.

Lielākā daļa NZ izmēģinājumu bija 434 000 MHz, 2400 bps sērijas dati, SF7, 62,5 kHz BW un CR 4/5.

9. darbība: tieša DRF1278DM konfigurācija

DRF1278DM var konfigurēt arī no ārēja mikrokontrollera- pat pazemīga 8 kontaktu PICAXE-08. Lai gan tas ietver slepenu 16 bāzes HEX kodēšanu, tas ļauj pielāgot iebūvēto/lidojuma laikā, nevis nepārtraukti noņemt moduļus un konfigurēt USB adapteri. Skatīt visu informāciju P.7-8 pie Dorji. pdf. [13] =>

Lai gan tas piedāvā dažādas miega funkcijas, ieskatu HEX līmeņa uzlabošanā var iegūt arī, izmantojot Appcon (gandrīz līdzīgas) APC-340 datu lapas [14] =>

Pateicoties kolēģim Kiwi Andrew "Brightspark" HORNBLOW, ar šo PICAXE-08M2 koda fragmentu, lai modulētu DRF1278DM TX jaudu pārnesumkārbas kāpņu kāpnē. (Lai atvieglotu ieskatu diapazonā/jaudā, tos varētu viegli saistīt arī ar uztvērēja gala PICAXE ģenerētajiem toņiem). Tomēr ņemiet vērā, ka 6. un 7. TX līmenis pārsniedz NZ/Austrālijas pielaidi 25 mW (~ 14 dBm vai 5. iestatījums). Endrjū ieskats radās, pārraugot/kopējot un ielīmējot neapstrādātus hex sērijas datus no terminal.exe (lielisks inženierijas rīks [15] => https://hw-server.com/terminal-terminal-emulation-…), skatoties sēriju datu pļāpāšana uz un no moduļiem, mainot RF jaudas līmeni.

Dorji jaudas līmeņa solis = 4. baits no RH gala ($ 01, $ 02 utt.), Kā arī sekojošais CS baits (CheckSum $ AB, $ AC utt.) Ir tikai jāpielāgo. PICAXE koda teikumu paraugi, lai mainītu jaudas līmeni, ir šādi:

pagaidi 2

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

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

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

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

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

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

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

pagaidi 2

10. darbība: veiktspējas novērtējumi un rezultāti

Ar PICAXE 28X2 darbināms HOPERF 434 MHz Semtech LoRa ™ bāzes RFM98 datu moduļi tika izmantoti izmēģinājumos, kas tika veikti 750 m garumā tipiskā Apvienotās Karalistes pilsētvidē. Raidītāja antena tika pacelta ~ 2½ m zemā mastā, bet uztvērējs - īsā stabā ~ 1½ m - abi virs zemes. Ar apstiprinātu 750 m blīvu pilsētvides diapazonu pie Apvienotās Karalistes 10 mW TX (izmantojot 500 kHz melnbaltu un tādējādi nodrošinot ~ 22 kbps), tad ar 10,4 kHz melnbalto (vai 455 bps) aptuveni 6 km izskatās iespējams ar zemāku jaudu!

Apstiprinoši lauka testi (ar iestatījumiem SF7 un tikai BW 62,5 kHz) tika veikti Velingtonā (NZ) ar 3 x AA baterijām darbināmiem PICAXE-08M vadītajiem Dorji DRF1278DM moduļiem un līdzīgu antenu, bet pie Aus/NZ "krāsas pūslīša" augstāka par 25 mW (14 dBm)) TX jauda. Piepilsētas signālu posmi, iespējams, ar atvērtāku vidi un koka ēkām, tika konsekventi veikti 3 - 10 km garumā. (Tā kā 6 dB pastiprinājums dubulto LoS diapazonu, tad 4 dB papildu jauda ~ x 1½. Un līdz ar to diapazoni var uzlaboties salīdzinājumā ar netiešajiem Apvienotās Karalistes rādītājiem> 1½ reizes).

11. darbība: maizes dēļa izkārtojums

Izkārtojums ar rīvdēli (iepriekš izmantots Dorji "7020" GFSK moduļiem) ir piemērots vienkāršai nomaiņai uz LoRa ierīci. GFSK (Gauss Freq. Shift Keying) modulācija iepriekš tika uzskatīta par labāko 433 MHz pieeju, tāpēc bija izdevīgi salīdzināt piedāvājuma "7020" rezultātus ar jaunajiem LoRa moduļiem.

12. darbība: PICAXE shēma

Gan RX, gan TX izmanto gandrīz identisku izkārtojumu, lai gan to kods nedaudz atšķiras. Lai gan tas ir dabiski pievilcīgs un viegli sasniedzams ar PICAXE, šajā posmā netika mēģināts pāriet uz enerģijas taupīšanas miega režīmiem. Strāvas patēriņš no 3 xAA baterijām bija ~ 15 mA, pārraides laikā pulsējot līdz ~ 50 mA.

13. darbība: PICAXE raidītāja kods

Protams, šo kodu var plaši uzlabot un modificēt, iespējams, ar kavēšanās un preambulām. Pašlaik tas būtībā ir tikai spļaut uz priekšu 0-100 skaitli. Tā kā izmēģinājuma mērķis bija tikai pārbaudīt ticamus diapazona apgalvojumus, netika mēģināts (ar raidītāju vai uztvērēju) iespējot enerģijas taupīšanas režīmus.

14. darbība: PICAXE uztvērēja kods un displejs

Šeit ir saistītais PICAXE uztvērēja kods, kura skaitliskās vērtības tiek parādītas, izmantojot redaktora iebūvēto termināli "F8". Vienkārša skaitīšanas skaistums ir tāds, ka secības var ātri vizuāli skenēt, un trūkstošās vai purvainās vērtības ir viegli pamanāmas.

15. solis: lietotājam draudzīgi LoRa ™ RF pielāgošanas palīglīdzekļi?

Tā kā LoRa ™ moduļa iestatījumus var būt grūti saprast un pārbaudīt, ir patīkami konstatēts, ka ir iespējams izmantot lētus (un salīdzinoši platjoslas) ASK 433 MHz uztvērēja moduļus kā vienkāršus palīglīdzekļus.

NZ/Aus kontaktligzda Jaycar piedāvā ZW3102 moduli, kuru var viegli pārliecināt veikt "sniffer" pienākumus, lai tas atbilstu skaņas signāla uzraudzībai. Kad LoRa ™ pārraide atrodas tuvu (<5 metri), izejošais signāls būs viegli dzirdams kā "skrāpējumi", savukārt pievienotās gaismas diodes spilgtums attiecas uz RSSI (uztvertā signāla stipruma indikācija).

Līdzīgs (un lētāks) Dorji veidotais modulis ir redzams vietnē Instructable [16] =>

16. solis: lauka testi- Velingtona, Jaunzēlande

Šis pludmales iestatījums parāda iepriekšējo testēšanu ar Dorji "7020" GFSK (Gausa frekvences maiņas taustiņi) moduļiem. Šādos apstākļos diapazons bija maksimāli ~ 1 km, un labākajā gadījumā tas bija ~ 300 m cauri gaišai veģetācijai un apvidiem ar koka karkasa ēkām. Šķērsojošās ostas saites tika konstatētas tikai tad, ja raidītājs bija ievērojami pacelts aptuveni 100 m uz augšu ērgļa ligzdas skata vietā kalna nogāzē aiz muguras.

Turpretī Dorji LoRa moduļi ar to pašu 25 mW jaudu "pārpludināja" priekšpilsētu, ar augstu (~ 2,4 m) pārraidi, kas tika droši konstatēta līdz ~ 3 km tuvumā, 6 km pie zemesgabala "saldajiem punktiem" un pat 10 km virsmas LOS pāri ostai. Uzņemšana beidzās tikai tad, kad atradās līčos aiz akmeņainiem zemesgabaliem (redzams fonā). LoRa iestatījumi bija, BW 62,5 kHz, SR 7, CR 4/5 un 25 mW (14 dBm) TX jauda ¼ viļņa daudzvirzienu vertikālā antenā.

17. solis: Lielbritānijas LoRa pret FSK - 40 km LoS (redzes līnijas) tests

Pateicoties Kārdifā bāzētajam Stjuartam Robinsonam (radio šķiņķis GW7HPW), FSK (frekvences maiņas taustiņš) un LoRa ™ salīdzināšanas testi tika veikti paaugstinātā 40 km attālumā visā Apvienotās Karalistes Bristoles kanālā. Skatīt attēlu.

Reģions ir diezgan bezvadu vēsturisks, jo 1897. gadā Markonijs veica savus pirmos "tālsatiksmes" (6 - 9 km, izmantojot jaudas izsalkušos dzirksteles raidītājus!) Testus tuvumā [17] =>

Stjuarta rezultāti runā paši par sevi - LoRa ™ datu saites bija pārsteidzoši iespējamas 2014. gadā ar nelielu jaudu, kas nepieciešama viņa iepriekš cienījamajiem Hope RFM22BFSK moduļiem!

Faktiski ar PICAXE-40X2 kontrolēts RFM22B joprojām riņķo ap 50 USD vērtībā, un ir konstatējami vāji zemes signāli, kad tas iet LEO (Zemes zemes orbītā) daudzus 100 km augstumā. (LoRa ™ moduļi nebija pieejami 2013. gada izlaišanas laikā) [18] =>)

18. darbība: citu reģionu testi

Veiksmīgas saites tika veiktas vairāk nekā 22 km LoS (redzes līnija) Spānijā un vairākus kilometrus Ungārijas pilsētās.

Pārbaudiet Libelium akciju, kas parāda tehnoloģijas ~ 900 MHz priekšrocības [19] =>

19. darbība: LoRa uztvērējs un saites

Apvienotās Karalistes HAB (High Altitude Ballooning) izmēģinājumi nodrošināja divvirzienu LoRa ™ pārklājumu līdz 240 km. Samazinot datu pārraides ātrumu no 1000 bps līdz 100 bps, jānodrošina pārklājums līdz pat radio horizontam, kas, iespējams, ir 600 km pie šo gaisa balonu tipiskā pacelšanās augstuma. Balonu izsekošanu var veikt, izmantojot iebūvētu GPS - pārbaudiet plašo HAB & LoRa ™ dokumentāciju vietnē [20] =>

Tiek izstrādāts LoRa uztvērējs gan HAB, gan turpmākajam LEO satelīta darbam - sīkāka informācija.

Kopsavilkums: LoRa ™ tiek veidota kā traucējoša tehnoloģija, jo īpaši jaunām un daudzām hiper -IoT (lietu interneta) bezvadu tīkla lietojumprogrammām. Esiet informēts, izmantojot LoRa Alliance vietni [21] =>

Atruna un atzinība: šis konts būtībā ir paredzēts kā galvu uz augšu/roku izmeklēšanai un apkopošanai - šķiet, ka spēle maina UHF bezvadu datu tehnoloģiju. Lai gan apsveicu bezmaksas paraugus (!), Man nav komerciālu saišu ar nevienu no minētajiem LoRa ™ veidotājiem. Jūtieties brīvi "nokopēt" šo materiālu - īpaši izglītojošam nolūkam -, bet vietnes kredīts, protams, tiek novērtēts.

Piezīme. Daži attēli ir iegūti tīmeklī, un par to (ja uz tiem nav atsauces) pateicības kredīts tiek pagarināts.

Stens. SWAN => [email protected] Velingtona, Jaunzēlande. (ZL2APS -kopš 1967. gada).

Saites: (2015. gada 15. maijā)

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]

[7]

[8]

[9]

[10]

[11]

[12]

[13]

[14]

[15]

[16]

[17]

[18]

[19]

[20]

[21]