Esittelyssä LoRa ™!: 19 vaihetta

2024 Kirjoittaja: John Day | [email protected]. Viimeksi muokattu: 2024-01-30 09:02

LoRa ™ = pitkän kantaman langaton datatelemetria ja liittyy radikaaliin VHF/UHF -kaksisuuntaiseen langattomaan hajaspektritietomodulaatiomenetelmään, jonka on hiljattain kehittänyt ja tavaramerkinnyt (™) Semtech - pitkäaikainen (1960) yhdysvaltalainen monikansallinen elektroniikkayritys. Katso [1] =>

LoRa ™ -teknologian on kehittänyt Semtechin vuonna 2012 ostama ranskalainen Cycleo -yhtiö. DSSS (Direct Sequence SS) tai FHSS (Frequency Hopping SS).

Semtechin verkkosivustolla mainitaan, että "LoRa ™ -tekniikka tarjoaa 20 dB: n linkkibudjettiedun verrattuna olemassa oleviin ratkaisuihin, mikä laajentaa merkittävästi minkä tahansa sovelluksen valikoimaa ja tarjoaa samalla pienimmän virrankulutuksen akun käyttöiän maksimoimiseksi."

Väitetyt alueet ovat tyypillisesti x10 tavallisille langattomille UHF -tietojärjestelmille. Kyllä -verrattuna tavallisiin kapeakaistaisiin data -asetuksiin LoRa ™ antaa 100 sekuntia metrejä 10 sekunnin sijasta, useita 1000 metriä pikemminkin kuin 100 sekuntia. Taikuutta!

LoRa ™ on hieman monimutkainen, koska se käyttää termejä ja vaatii asetuksia, jotka eivät todennäköisesti ole tuttuja monille "tavallisille" käyttäjille. Miellyttävää on kuitenkin todettu mahdolliseksi todeta väitteet yksinkertaisilla asetuksilla - täällä käyttämällä yhdistetyistä Iso -Britanniasta hankittuja 3 dollarin PICAXE -mikroja ohjaimina. PICAXE-laitteet ovat lähes ihanteellisia tällaisiin kokeisiin, koska ne on ohjelmoitu korkeatasoiseen BASIC-tulkintaan, ja kaikki suoritusnopeuden yleiskustannukset ovat satunnaisia s-l-o-w LORA ™ -tietojen suhteen! Katso [2] => www.picaxe.com

Vaihe 1: Semtechin SX127x

Viime vuosikymmeninä ja halvan tietokoneprosessoinnin avulla on kehitetty erilaisia älykkäitä digitaalitiloja (etenkin radiosinkkujen avulla) matalataajuuksisille HF (3-30 MHz) -toiminnoille, joissa kaistanleveys on arvokasta. (Kaistanleveyden nälkäinen hajaspektrimodulaatio on yleensä laitonta näillä alemmilla taajuuksilla). Jotkut tilat voivat ulottua valtameriin pienellä teholla (muutama watti), mutta ovat hitaita ja tarvitsevat hienostunutta PC -ohjelmistoa koodaukseen/dekoodaukseen sekä erittäin herkkiä kommenteja. vastaanottimet ja merkittävä antenni. Katso [3] =>

Semtechin VHF/UHF SX127x LoRa ™ RF -piireissä on kuitenkin lähes kaikki älykkään peukalokynän kokoinen ~ 4 dollarin siru!

* Vuoden 2019 alkupäivitys: Semtech on hiljattain päivittänyt SX127x -sarjan uusilla SX126x -pohjaisilla moduuleillaan, jotka näyttävät erittäin hyödyllisiltä. Katso lisää kommentteja Instructable -lopussa.

Semtech tekee useita RF -IC -muunnelmia, ja SX1278 on matalampi UHF -taajuus, joka on kalteva 433 MHz: n ISM -kaistan käyttäjille. Korkeampi taajuus 800–900 MHz: n tarjonta vetoaa ammattimaisempaan työhön, vaikka näillä lähellä 1 GHz: n taajuuksia RF-rei'ityksen ja signaalireitin imeytyminen voi olla ongelma. GHz -taajuuksilla on kuitenkin alhaisempi kohina, laillisesti suurempi lähetysteho ja pienempi suuritehoinen antenni, joka voi kompensoida tämän.

LoRa ™.modulaation (kuvassa) lisäksi SX127x -lähetinvastaanotinmoduulit voivat myös tuottaa FSK-, GFSK-, MSK-, GMSK-, ASK/OOK- ja jopa FM -äänisignaaleja (Morse Code!) Vanhoihin järjestelmiin sopiviksi. Katso Semtechin tietolomakkeet (131 sivua!) [4] => www.semtech.com/images/datasheet/sx1276.pdf

Huomautus: HOPERF, pitkäaikainen kiinalainen langaton datayhtiö, tarjoaa LoRa ™ -moduuleja, joissa on”7 a side” RF96/97/98 IC, joka näyttää samanlaiselta kuin Semtechin SX127x. On kuitenkin tuntematonta, ovatko nämä vain aasialaisen LoRa ™: n toinen hankinta…

Vaihe 2: LoRa ™ levittää spektrin etuja

SS (Spread Spectrum) -järjestelmät eivät ole uusia, mutta niiden hienostuneisuuden vuoksi ne olivat liian kalliita monille käyttäjille, kunnes modernit mikroelektroniset lähestymistavat kehittyivät. Koska SS -tekniikat tarjoavat merkittäviä häiriöitä ja häipyvää immuniteettia, turvallisuutta ja "havaitsemattomia" lähetyksiä, ne ovat pitkään olleet armeijan alueella - jopa toisessa maailmansodassa. Tarkista pomminäyttelijä Hedy Lamarrin hämmästyttävä 1940 -luvun työ! [5] =>

LoRa ™: n todennäköinen Chirp SS -modulaatio ja muiden SS -etujen nauttiminen voivat tarjota myös Doppler -tehosteen "siirtotaajuuden" immuniteetin - ehkä merkittävää nopeasti liikkuvissa LEO (Low Earth Orbital) -satelliittisovelluksissa. Katso [6] =>

Mutta -täällä maan päällä -eniten huomiota herättävät Semtechin väitteet (ja monien muiden kampanja vuosina 2014–2015 -mukaan lukien IBM ja MicroChip!), Että matalan UHF -hajaspektrin LoRa ™ -laitteet lisäävät alueita ainakin suuruusluokkaa (x 10) perinteisiin NBFM (Narrow Band FM) -moduuleihin verrattuna samanlaisissa olosuhteissa ja asetuksissa.

Suuri osa tästä hämmästyttävästä aluevahvistuksesta näyttää johtuvan LoRan kyvystä toimia BELOW melutasolla. Tämän perusta voi liittyä siihen, että melu on satunnaista (ja siten itsestään poistuvaa tietyn ajanjakson aikana), kun taas signaali on tilattu (useita näytteitä "rakentamalla sitä"). Katso konsepti oheisesta surffikuvasta!

Vaikka hyvin vähätehoinen "öljyisen elektronin haju" mW -tason lähettimet voivat olla mahdollisia (ja paristokäyttöisten asetusten käyttöikä voi olla lähes vuosia), LoRa ™: n haittapuoli on kuitenkin se, että heikko signaali pitkän kantaman linkkeihin saattaa liittyä erittäin alhaisella tiedonsiirtonopeudella (<1 kbps). Tämä voi olla satunnaista IoT (esineiden internet) -seurannassa sovelluksissa, joihin liittyy lämpötiloja, mittarilukemia, tilaa ja turvallisuutta jne.

Vaihe 3: SIGFOX - verkkopohjainen IoT -kilpailija?

Ehkä LoRan ™ lähin IoT: n pitkän kantaman LPWA (Low Power Wide Area) langaton kilpailija on ranskalainen yritys SIGFOX [7] =>

Toisin kuin Semtechin oma LoRa ™, SigFoxin laitteet ovat miellyttävän avoimia, MUTTA ne vaativat erikoistuneen linkitysverkon. Niistä tulee siten hyödyttömiä, aivan kuten matkapuhelimista, kun ne ovat SigFox -verkon peitossa - tämä on erityisen kertova tekijä syrjäisillä alueilla (tai monissa maissa, joita ei vielä ole palveltu!). Jatkuvat palvelumaksut tai kiihtyvä tekninen kehitys voivat myös olla ongelma - Metricomin 90 -luvun lopun epäonnistunut 900 MHz: n "Ricochet" -langaton Internet -palvelu tulee mieleen [8] => https://en.wikipedia.org/wiki/Ricochet_% 28 Internet…

SigFox-laitteet eroavat LoRasta ™ siinä, että ne käyttävät UNB (erittäin kapeakaistaisia) 100 Hz: n radiokanavia ja BPSK (Binary Phase Shift Keying) -modulaatiota nopeudella 100 bps. Lähettimet ovat samanlaisia akkuystävällisiä 10-25 mW, mutta lisenssivapailla 868-902 MHz: n kaistoilla. Katolla olevissa tukiasemissa, jotka muodostavat yhteyden Internetiin kuidun jne. Kautta, on erittäin herkkiä -142 dBm: n vastaanottimia. Seurauksena voi olla 10 km: n etäisyys (siis samanlainen kuin LoRa ™) - datalinkkejä on raportoitu korkealla lentävistä lentokoneista ja offshore -aluksista lähellä SigFox -tukiasemia.

Mutta vain 12 tavua, enintään 6 viestiä tunnissa, sallitaan. Tiedot saapuvat muutamassa sekunnissa, mutta SigFox-verkko ei voi tukea sellaista reaaliaikaista viestintää kuin luottokorttivaltuudet, ja järjestelmä sopii parhaiten muutaman kerran päivässä lähetettäviin "katkelmiin". Tyypillisesti niihin voi kuulua etäisyysmittarilukema, virtaus- ja tasonvalvonta, omaisuuden seuranta, hätähälytykset tai pysäköintipaikat - jälkimmäinen on todellinen voimavara!

SigFox -verkot ovat melko yksinkertaisia, ja ne voidaan ottaa käyttöön murto -osalla perinteisen matkapuhelinjärjestelmän kustannuksista. Espanjassa ja Ranskassa on jo noin 1000 tukiasemaa (verrattuna 15 000 tavalliseen matkapuhelinpalveluun), ja Belgia, Saksa, Alankomaat, Iso -Britannia (Arqivan kautta) ja Venäjä tulevat pian. Oikeudenkäynnit ovat käynnissä myös San Franciscossa.

Sigfox ei kuitenkaan rakenna näitä verkkoja suoraan, vaan tekee sopimuksia paikallisten yritysten kanssa katolla olevien tukiasemien ja antennien suhteellisen yksinkertaisen käyttöönoton hoitamiseksi.. Käyttöönotto voi olla nopeaa ja kustannustehokasta- heidän käyttöönottokumppaninsa Espanjassa käytti 5 miljoonaa dollaria verkon käyttöönottoon koko maassa vain 7 kuukaudessa. Nämä paikalliset kumppanit myyvät sitten IoT -palveluja jälleen loppukäyttäjiltä, jotka maksavat noin 8 dollaria vuodessa laitetta kohden.

SigFox -lähestymistapa on otettu käyttöön dramaattisesti, ja vuoden 2015 alussa rahoitusta on kerätty> 100 miljoonaa dollaria. Langattomat kilpailijat TI/CC (Texas Instruments/ChipCon), jotka liittyivät äskettäin SigFoxiin, osoittavat itse asiassa, että Loralla voi olla heikkouksia - katso [9] =>

SigFoxin tutkimuksia on ollut vaikea löytää, mutta katso "Instructable" -tason näkemyksiä [10] =>

Voi olla, että molemmat lähestymistavat ovat lopulta rinnakkain, samoin kuin kaksisuuntaiset radiot (= LoRa ™) ja matkapuhelimet (= SigFox) äänitason kommenteissa. Tällä hetkellä (toukokuu 2015) LoRa ™ on varmasti tapa tutkia pitkän kantaman IoT-langattomia mahdollisuuksia- lue!

Vaihe 4: Kiinalaiset LoRa ™ -moduulit -1

Vaikka se on EU: n keksintö, kiinalaiset valmistajat ovat ottaneet erittäin innokkaasti vastaan Semtechin SX127x LoRa ™ -moottorit. LoRan kyky lyödä ahtaiden rakennusten läpi ahtaissa Aasian kaupungeissa on epäilemättä ollut houkutteleva.

Valmistajat Kiinan mega-e-kaupungissa Shenzhenissä (lähellä Hongkongia) ovat olleet erityisen innostuneita, ja tarjonta on tullut sellaisilta "valmistajilta" kuten Dorji, Appcon, Ulike, Rion/Ron, HopeRF, VoRice, HK CCD, Shenzhen Taida, SF, NiceRF, YHTech & GBan. Vaikka niiden käyttöliittymän pinoutit eroavat jonkin verran, Dorjin, Appconin, VoRice & NiceRFseemin 2 sirun "mikromoderoidut" moduulit ovat lähes suunniteltuja.

Laajaa Googlaamista suositellaan siksi niille, jotka ovat ostaneet irtotavarana, näytteitä, ilmaisen toimituksen, selkeämpiä teknisiä oivalluksia, paremman pääsyn SX127x-ominaisuuksiin/nastoihin, helpompaa hallintaa, kevyempää, kestävää pakkausta (YTechin E32-TTL-100-tyyli) jne. kuten EBay, Alibaba tai Aliexpress [11] =>

Vaihe 5: Kiinalaiset LoRa ™ -moduulit - 2

Huomaa, että halvemmat (<$ US10) yhden sirun moduulit ohjaavat SX1278: ta tylsän kelloon linkitetyn SPI: n (Serial Peripheral Interface) kautta. Vaikka ne ovat isompia ja kalliimpia (~ 20 dollaria), kaksi sirua LoRa ™ -moduulia käyttävät toista sisäistä MCU: ta (mikro -ohjainta) SX1278 -kytkennässä, ja ne ovat yleensä paljon helpompia määrittää ja työskennellä lennossa. Useimmat tarjoavat ystävällistä alan standardin mukaista TTL (Transistor Transistor Logic) -läpinäkyvää tietojenkäsittelyä yksinkertaisten RXD- ja TXD -nastojen kautta. Pienet punaiset ja siniset LEDit asennetaan yleensä TTL -moduuleihin - kätevä TX/RX -oivalluksiin.

HUOMAUTUS: 8 -nastaisissa tarroissa voidaan käyttää 2 mm: n tapin etäisyyttä tavallisen 2,54 mm: n (1/10 tuuman) sijasta, mikä voi rajoittaa juottoman leipälevyn arviointia.

Vaikka TTL LoRa ™ -laitteiden lähes kaksinkertainen hinta voi olla pelottava, skinflintsit voivat harkita halvempia (sekä ostettavaksi että lähetettäväksi) levyjä ilman SMA -liitäntää ja vastaavaa "kumiankkaista" antennia. Se ei tietenkään ole yhtä ammattimainen, mutta yksinkertainen ¼ aallon (~ 165 mm pitkä) ruoska voidaan helposti valmistaa romuraudasta. Tämä saattaa tasoittaa myös "kumiankkaisen" antennin-varsinkin jos se on kohotettu!

Dorjin 433 MHz: n DRF1278DM vaikuttaa helpoimmalta aloittaa LoRa ™: n kirjoittaminen (huhtikuun puoliväli 2015). Tämä moduuli voi kuitenkin rajoittaa pinout -pääsyä, HEX -tason säätöä ja korkeampien syöttöjännitteiden (3,4-5,5 V) tarvetta.

Vaihe 6: Dorji DRF1278DM

Kiinalainen valmistaja Shenzhen Dorji myy näitä mikrokomennolla varustettuja DRF1278DM-moduuleja noin 20 dollarilla Tindieltä [12] =>

7 nastaa on sijoitettu tavalliseen leipälautaystävälliseen 2,54 mm: n (= 1/10 tuumaa) väliin. Syöttöjännite on 3,4 - 5,5 V. Moduulin elektroniikka toimii kuitenkin pienemmillä jännitteillä - laitteessa on 3,2 V: n jännitesäädin. Tämä suurempi tarve on ärsyttävää nykypäivän "3V" -kaudella, koska vaikka tämä sopii USB 5V: lle (tai jopa suurikokoisille 3 x AA 1,5V kennoille), se estää yksittäisten 3V Li -nappiparistojen käytön jne. Säädin voitaisiin ehkä ohittaa?

Vaihe 7: DAC02 -USB -sovitin

Halpaa USB -TTL -sovitinta (tässä Dorjin DAC02) voidaan käyttää moduulien konfigurointiin "RF Tools" -tietokoneohjelmiston kautta. Moduuleja ei kuitenkaan tueta mekaanisesti, kun ne asetetaan paikalleen, ja toistuva käyttö voi korostaa tappeja …

Vastaavia sovittimia on runsaasti erittäin alhaisilla hinnoilla, MUTTA ennen käyttöä on ensiksi varmistettava, että sovittimen tapin toiminnot vastaavat langattoman moduulin toimintoja! Jos ne eivät ole (kun VCC/GND -vaihtosopimukset ovat yleisiä), on ehkä käytettävä lentäviä lyijy -lähestymistapoja. Vaikka ne ovat hieman tylsiä, ne voivat olla myös monipuolisempia, koska ne sopivat kokoonpanoon. muista moduuleista (katso HC-12-lähetin-vastaanottimen asetukset) ja jopa suoran pääteohjelman näyttö PC: llä.

Vaihe 8: USB Config Tools + SF, BW ja CR Insights

Tällöin näytöt ovat tyypillisiä käyttäjäystävälliselle USB -RF -työkalujen määritykselle. Dorji -moduulit toimivat valmiiksi, mutta taajuus- ja tehoasetuksia tulisi ainakin muuttaa paikallisten määräysten mukaisesti. Monet maat rajoittavat 433 MHz: n lähettimen tehon 25 mW (~ 14 dBm) tai jopa 10 mW (10 dBm) - nämä ovat Dorjin tehoasetukset 5 ja 3.

Lisenssivapaa ISM -kaista, joka kattaa ~ 1,7 MHz: n siivun välillä 433,050 - 434,790 MHz, EI salli myöskään lähetyksiä täsmälleen 433 000 MHz: llä!

Läpinäkyvä tietojenkäsittely näyttää tapahtuvan onneksi, mikä tarkoittaa sitä, että kaikki sarjatiedot syötetään lopulta läpinäkyvästi hampaallisesti ulos "ilma -lähetyksen" jälkeen. Kuitenkin huhuttu 256 tavun puskuri näytti enemmän 176 tavulta (CRC overhead?), Joitain Dorji -työkalun asetuksia oli vaikea tulkita, eikä "kirjoitettuja" muutoksia aina näytetty hyväksytyiksi …

Lataa Dorjin DRF_Tool_DRF1278D.rar -määritystyökalu (lueteltu lähellä RHS -resurssit -saraketta alhaalla) osoitteesta => https://www.dorji.com/pro/RF-module/Medium_power_tranceiver.htmlTarkista erilaiset oivallukset (erityisesti s.9-10) sen käyttö ja USB -sovittimet jne. =>

Selitys LoRa ™ -hajaspektritermille: (Huom. Datanopeus koskee BW & SF)

BW (kaistanleveys kHz: ssä): Vaikka pelkkä 10 sekuntia kHz: tä voi houkutella, on tärkeää ymmärtää, että halvat 32 MHz: n kiteet, joita monet LoRa ™ -moduulit (Dorji ja HOPERF jne.) Käyttävät, eivät välttämättä täsmälleen vastaa taajuutta. Myös lämpötilaan liittyviä poikkeamia ja ikääntymistä voi esiintyä. Kapeampien kaistanleveyksien valinta voi siten estää moduulien synkronoinnin, ellei tylsiä kristallin säätämistä ja lämmönsäätöä käytetä. Vaikka kiinalaiset LoRa ™ -moduulivalmistajat, kuten Dorji, suosittelevat vähintään 125 kHz: n BW -tehon, useimmissa tapauksissa kapeamman, 62,5 kHz: n BW: n pitäisi olla aivan OK. Katso varjostetun taulukon sarake, joka on esitetty vaiheessa 10.

SF (hajautustekijän”sirut” emäs-2-lokina): SS-järjestelmissä jokainen pseudo-satunnaisen binäärisekvenssin bitti tunnetaan "siruna". Lisääminen 7: stä (2^7 = 128 sirupulssia symbolia kohden) 12: een asti parantaa herkkyyttä 3dB: llä jokaisessa vaiheessa, mutta n. puolittaa tiedonsiirtonopeuden. Vaikka siis SF 11 (2^11 = 2048) on 12 dB herkempi kuin SF7, tiedonsiirtonopeus laskee (62,5 kHz: n mustavalkoisena) ~ 2700 bps: sta vain 268 bps: ään. Myös hitaat tiedonsiirtolähettimet pysyvät päällä pidempään ja voivat siten myös kuluttaa enemmän energiaa kuin lähettimet, jotka lähettävät nopeampaa dataa.

Kuitenkin hyvin alhaiset tiedonsiirtonopeudet voivat tietysti olla siedettävissä satunnaiseen esineiden internetin (esineiden internetin) seurantaan (ja lisääntynyt akun energiankulutus lähes satunnaisesti), kun taas x 4 -alueen lisäys voi olla erittäin hyödyllistä!

CR (virhekoodausaste): Yhdistyneen kuningaskunnan ensimmäisissä testeissä käytettiin 4/5 CR -arvoa. (Tämä tarkoittaa, että jokainen 4 hyödyllistä bittiä koodaa 5 lähetysbittiä). CR: n lisääminen 4/8: een pidentää lähetysaikaa ~ 27%, mutta parantaa vastaanottoa 1-1,5 dBm, mikä on mahdollinen alueparannus noin 12-18%. Tämä CR -säätö ei todennäköisesti anna yhtä hyödyllistä aluevahvistusta kuin SF: n lisääminen.

Suurin osa NZ -kokeista oli 434 000 MHz, 2400 bps sarjatietoja, SF7, 62,5 kHz BW ja CR 4/5.

Vaihe 9: Suora DRF1278DM -määritys

DRF1278DM voidaan konfiguroida myös ulkoisesta mikro-ohjaimesta- jopa nöyrästä 8-nastaisesta PICAXE-08: sta. Vaikka se sisältää salaisen base 16 HEX -koodauksen, tämä mahdollistaa sisäisen/lennon säätämisen pikemminkin kuin jatkuvan moduulin irrotuksen ja USB -sovittimen määrityksen. Katso täydelliset tiedot s.7-8 osoitteessa Dorji. pdf. [13] =>

Vaikka se tarjoaa monipuolisia nukkumisominaisuuksia, HEX-tason säätötietoja voidaan saada myös Appconin (lähes samankaltaisten) APC-340-tietolomakkeiden kautta [14] =>

Kiitos Kiwi Andrew "Brightspark" HORNBLOW: lle, jolla on PICAXE-08M2 -koodifragmentti DRF1278DM TX -tehon moduloimiseksi portaittain siirrettäviksi. (Alue-/tehotietojen helpottamiseksi nämä voidaan helposti liittää myös vastaanottimen PICAXE -generoituihin ääniin). Huomaa kuitenkin, että lähetystasot 6 ja 7 ylittävät NZ/Australia -sallitun 25 mW: n (~ 14 dBm tai asetus 5). Andrew'n oivallukset syntyivät seuraamalla/kopioimalla ja liittämällä raaka heksadesimaaliset sarjatiedot terminaalista.exe (loistava suunnittelutyökalu [15] => https://hw-server.com/terminal-terminal-emulation-…) sarjaa katseltaessa data puhuu moduuleista ja niistä pois, kun RF -tehotasoa muutetaan.

Dorjin tehotaso = 4. tavu RH -päästä ($ 01, $ 02 jne.) Sekä seuraava CS -tavu (CheckSum $ AB, $ AC jne.) Tarvitsee vain säätää. Esimerkkejä PICAXE -koodilauseista tehotason muuttamiseksi lennossa ovat seuraavat:

odota 2

sarja 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)

sarja 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)

sarja 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)

sarja 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)

sarja 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)

sarja 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)

sarja 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)

odota 2

Vaihe 10: Suorituskyvyn arvioinnit ja tulokset

PICAXE 28X2 -ohjattua HOPERF 434 MHz Semtech LoRa ™ -pohjaista RFM98 -datamoduulia käytettiin kokeissa, jotka suoritettiin 750 metrin yhteydellä tyypillisessä Yhdistyneen kuningaskunnan kaupunkiympäristössä. Lähettimen antenni oli kohotettu ~ 2½ m matalalla mastolla ja vastaanotin lyhyellä napalla ~ 1½ m - molemmat maanpinnan yläpuolella. Vahvistetulla 750 metrin tiheällä kaupunkiympäristöalueella Ison -Britannian 10 mW TX: llä (500 kHz: n mustavalko ja näin ollen ~ 22 kbps), sitten 10,4 kHz: n (tai 455 bps) taajuudella noin 6 km näyttää mahdolliselta alle mW: n teholla!

Vahvistavat kenttäkokeet (asetuksilla SF7 ja vain BW 62,5 kHz) tehtiin Wellingtonissa (NZ) 3 x AA-paristokäyttöisellä PICAXE-08M-ohjattavalla Dorji DRF1278DM -moduulilla ja vastaavalla antennilla, mutta Aus/NZ: n "maalipakkauksissa" suurempi 25 mW (14 dBm)) Lähetysteho. Esikaupunkien signaalilinkit, joita ehkä avasi avoimempi ympäristö ja puurakennukset, tehtiin johdonmukaisesti yli 3–10 km. (Koska 6dB: n vahvistus kaksinkertaistaa LoS -alueen, 4dB: n lisäteho ~ x 1½. Ja siten alueet voivat parantua oletetuista Yhdistyneestä kuningaskunnasta yli 1½ kertaa).

Vaihe 11: Leipälevyn asettelu

Leipälevyasettelu (aiemmin käytetty Dorjin "7020" GFSK -moduuleissa) sopii yksinkertaiseen vaihtamiseen LoRa -laitteeseen. GFSK (Gaussian Freq. Shift Keying) -modulaatiota on aiemmin pidetty parhaana 433 MHz: n lähestymistapana, joten oli hyödyllistä verrata "7020" -tarjonnan tuloksia uusiin LoRa -moduuleihin.

Vaihe 12: PICAXE -kaavio

Sekä RX että TX käyttävät lähes identtistä ulkoasua, vaikka niiden koodi on hieman erilainen. Vaikka luonnostaan houkutteleva ja helposti saavutettavissa PICAXE -laitteilla, tässä vaiheessa ei yritetty siirtyä energiansäästötilaan. Virta 3 xAA -paristosta oli ~ 15mA, pulssi ~ 50mA lähetyksen aikana.

Vaihe 13: PICAXE -lähettimen koodi

Luonnollisesti tätä koodia voidaan laajentaa ja muokata laajasti, ehkä selvitysviiveillä ja johdanto -osilla. Tällä hetkellä se on pohjimmiltaan vain sylkemässä eteenpäin etenevä 0-100-numero. Koska kokeilun tarkoituksena oli vain varmistaa luotettavat kantaväylät, ei (lähettimen tai vastaanottimen kanssa) yritetty ottaa käyttöön virransäästötilaa.

Vaihe 14: PICAXE -vastaanottimen koodi ja näyttö

Tässä on siihen liittyvä PICAXE -vastaanottimen koodi, jossa numeeriset arvot näytetään editorin sisäänrakennetun "F8" -päätteen kautta. Yksinkertaisen laskennan kauneus on, että sekvenssit voidaan nopeasti skannata visuaalisesti ja puuttuvat tai suoiset arvot on helppo havaita.

Vaihe 15: Käyttäjäystävälliset LoRa ™ RF -viritysaput?

Koska LoRa ™ -moduulin asetuksia voi olla vaikea ymmärtää ja todentaa, on miellyttävästi havaittu mahdollista käyttää halpoja (ja suhteellisen laajakaistaisia) ASK 433 MHz -vastaanotinmoduuleja yksinkertaisina viritysapuvälineinä.

NZ/Aus -ulostulo Jaycar tarjoaa ZW3102 -moduulin, joka voidaan helposti suostutella "haukkotehtäviin" kuulosignaalin valvontaa varten. Kun LoRa ™ -lähetykset ovat lähellä (<5 metriä), lähtevä signaali kuuluu helposti "naarmuiksi", kun taas liitetyn LED -valon kirkkaus liittyy RSSI -signaaliin (Received Signal Strength Indication).

Samanlainen (ja halvempi) Dorjin tekemä moduuli on esillä Instructable [16] =>

Vaihe 16: Kenttätestit- Wellington, Uusi-Seelanti

Tämä ranta -asetus näyttää aiemmat testit Dorjin "7020" GFSK (Gaussian Frequency Shift Keying) -moduuleilla. Kantamat olivat silloin enintään 1 km tällaisissa olosuhteissa, ja parhaimmillaan ne olivat ~ 300 m vaalean kasvillisuuden ja puurunkoisten rakennusten kautta. Ristisatamat löytyivät mahdollisiksi vasta, kun lähetin oli merkittävästi noin 100 metriä ylöspäin kotkanpesän näkymäpaikalla rinteessä takana.

Sitä vastoin Dorjin LoRa -moduulit samalla 25 mW: n teholla "täyttivät" esikaupungin, ja käsivarren korkeat (~ 2,4 m) lähetykset havaittiin luotettavasti ~ 3 km: n läheisyydessä, 6 km: n päässä "makeista paikoista" ja jopa 10 km: n pinta -alasta sataman yli. Vastaanotto lakkasi vasta, kun lahdilla kallioisten päiden takana (näkyy taustalla). LoRa -asetukset olivat, BW 62,5 kHz, SR 7, CR 4/5 ja 25 mW (14 dBm) TX -teho ¼ -aallon suuntaavaan pystysuoraan antenniin.

Vaihe 17: UK LoRa vs. FSK - 40 km LoS (Line of Sight) -testi

Cardiffissa toimivan Stuart Robinsonin (radiokinkku GW7HPW) ansiosta FSK (Frequency shift keying) ja LoRa ™ -vertailutestit suoritettiin korkeammalla 40 km: n etäisyydellä Ison -Britannian Bristolin kanavan poikki. Katso kuva.

Alue on melko langaton historiallinen, sillä vuonna 1897 Marconi suoritti ensimmäisen "pitkän kantaman" (6 - 9 km käyttäen voiman nälkäisiä kipinälähettimiä!) Testejä lähistöllä [17] =>

Stuartin tulokset puhuvat puolestaan - LoRa ™ -datalinkit olivat hämmästyttävän mahdollisia vuonna 2014 murto -osalla hänen aikaisemmin arvostettujen Hope RFM22BFSK -moduuliensa tarvitsemasta tehosta!

PICAXE-40X2-ohjattu RFM22B on itse asiassa edelleen kiertämässä arvostetussa 50 dollarin satamassa, ja heikot maasignaalit voidaan havaita sen kulkiessa LEO: ssa (Low Earth Orbital) monia 100 km: n päässä. (LoRa ™ -moduulit eivät olleet saatavilla vuoden 2013 julkaisuaikana) [18] =>)

Vaihe 18: Muut aluetestit

Onnistuneet linkit tehtiin yli 22 kilometrin etäisyydellä Espanjasta ja useiden kilometrien etäisyydellä Unkarissa.

Tarkista Libelium-kampanja, joka näyttää tekniikan ~ 900 MHz edut [19] =>

Vaihe 19: LoRa -vastaanotin ja linkit

UK HAB (High Altitude Ballooning) -tutkimukset antoivat kaksisuuntaisen LoRa ™ -peiton jopa 240 km: n etäisyydellä. Tiedonsiirtonopeuden alentaminen 1000 bps: stä 100 bps: ään mahdollistaa kattavuuden aina radiohorisonttiin asti, joka on ehkä 600 km näiden ilmapallojen tyypillisellä 6000-8000 metrin korkeudella. Ilmapallon seuranta voidaan suorittaa sisäisen GPS: n avulla - tarkista laaja HAB & LoRa ™ -dokumentaatio osoitteesta [20] =>

LoRa -vastaanotin sekä HAB: lle että tulevalle LEO -satelliittityölle on kehitteillä - yksityiskohdat seuraavat.

Yhteenveto: LoRa ™ on muuttumassa häiritseväksi teknologiaksi erityisesti kehittyville ja paljon hypetettyille IoT (esineiden internet) -verkkosovelluksille. Pysy ajan tasalla LoRa Alliancen sivuston kautta [21] =>

Vastuuvapauslauseke ja arvostus: Tämä tili on tarkoitettu pääasiassa heads -up/käytännön tutkimiseen ja kokoamiseen - miltä näyttää - pelin muuttava UHF -langaton datatekniikka. Vaikka olen tyytyväinen ilmaisiin näytteisiin (!), Minulla ei ole kaupallisia yhteyksiä mihinkään mainituista LoRa ™ -valmistajista. Voit vapaasti "kopioida vasemmalle" tämän materiaalin - erityisesti opetuskäyttöön - mutta sivustoluotto on luonnollisesti arvostettu.

Huomautus: Jotkut kuvat on hankittu verkosta, ja (jos niihin ei viitata) kiitollisia ansioita täten myönnetään.

Stan. SWAN => [email protected] Wellington, Uusi -Seelanti. (ZL2APS -vuodesta 1967).

Linkit: (15.5.2015)

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]

[7]

[8]

[9]

[10]

[11]

[12]

[13]

[14]

[15]

[16]

[17]

[18]

[19]

[20]

[21]