Tutvustame LoRa ™!: 19 sammu

2024 Autor: John Day | [email protected]. Viimati modifitseeritud: 2024-01-30 08:48

LoRa ™ = Pikaajaline traadita andmesidemeetria ja seostub radikaalse VHF/UHF kahesuunalise traadita hajaspektri andmemodulatsiooni lähenemisviisiga, mille on hiljuti välja töötanud ja kaubamärgiga (™) välja toonud (1960) USA rahvusvaheline elektroonikaettevõte Semtech. Vaadake [1] =>

LoRa ™ tehnoloogia on välja töötanud Prantsuse ettevõte Cycleo, mille Semtech omandas 2012. aastal. LoRa ™ on küll patenteeritud, kuid tundub, et see kasutab pigem mingit lihtsamat CSS (Chirp Spread Spectrum) impulss -FM -pühkimissageduse modulatsiooni, mitte DSSS (Direct Sequence SS) või FHSS (Frequency Hopping SS).

Semtechi veebisaidil mainitakse, et "LoRa ™ tehnoloogia pakub olemasolevate lahendustega võrreldes 20dB lingi eelarvelist eelist, mis laiendab märkimisväärselt iga rakenduse ulatust, pakkudes samas madalaimat voolutarvet, et maksimeerida aku kasutusaega."

Väidetavad vahemikud on tavaliselt x10 tavaliste UHF traadita andmesüsteemide omast. Jah -võrreldes tavaliste kitsaribaliste andmete seadistustega annab LoRa ™ 100 meetrit, mitte 10 s, mitu 1000 m, mitte lihtsalt 100 s. Maagia!

LoRa ™ on mõnevõrra keeruline, kuna kasutab termineid ja nõuab seadistusi, mis on paljudele "tavakasutajatele" tõenäoliselt tundmatud. Meeldivalt leiti siiski, et väiteid on võimalik lihtsate seadistustega kontrollida - siin kasutatakse kontrollerina paaris Ühendkuningriigist hangitud 3 USA dollari suuruseid PICAXE mikroskeeme. PICAXE-d on selliste katsete jaoks peaaegu ideaalsed, kuna need on programmeeritud kõrgel tasemel tõlgendatud BASIC-ile ja kõik täitmiskiiruse üldkulud on s-l-o-w LORA ™ andmete jaoks juhuslikud! Vaadake [2] => www.picaxe.com

Samm: Semtechi SX127x

Viimastel aastakümnetel on odava arvutitöötluse abil välja töötatud erinevaid nutikaid digitaalrežiime (eriti raadiosinkide abil) madalama sagedusega kõrgsageduslike (3–30 MHz) tööde jaoks, kus ribalaius on väärtuslik. (Ribalaiusega näljane hajaspektri moduleerimine on nendel madalamatel sagedustel tavaliselt ebaseaduslik). Mõned režiimid võivad hõlmata ookeane väikese võimsusega (mõni vatt), kuid on aeglased ja vajavad kodeerimiseks/dekodeerimiseks keerukat arvutitarkvara ning väga tundlikke kommentaare. vastuvõtjad ja märkimisväärne antenn. Vaadake [3] =>

Semtechi VHF/UHF SX127x LoRa ™ RF -IC -d sisaldavad aga peaaegu kõike nutika pöidlaküüne suuruses ~ 4 USA dollarit!

* 2019. aasta alguse värskendus: Semtech uuendas hiljuti SX127x seeriat, nende uued SX126x -põhised moodulid tundusid VÄGA väärt. Vaadake täiendavaid kommentaare Instructable lõpus.

Semtech teeb mitmeid RF IC -variatsioone, kusjuures SX1278 on madalam UHF -sagedus, mis on kaldu 433 MHz ISM -i kasutajatele. Kõrgem sagedus 800–900 MHz pakkumised nõuavad professionaalsemat tööd, kuigi 1 GHz lähedastel sagedustel võib probleemiks olla RF-stantsi ja signaalitee neeldumise vähenemine. Alam -GHz sagedustel on aga madalam müra, seaduslikult suurem edastusvõimsus ja kompaktsem suure võimendusega antenn, mis võib seda tasakaalustada.

Lisaks LoRa ™.modulatsioonile (näidatud pildil) võivad SX127x transiiverimoodulid toota ka FSK, GFSK, MSK, GMSK, ASK/OOK ja isegi FM toonisignaale (Morse kood!). Vaadake Semtechi andmelehti (131 lehekülge!) [4] => www.semtech.com/images/datasheet/sx1276.pdf

Märkus: HOPERF, pikaajaline Hiina traadita andmesideettevõte, pakub LoRa ™ mooduleid, mille "'7 a side" RF96/97/98 IC on sarnane Semtechi SX127x -ga. Siiski pole teada, kas need on vaid Aasia LoRa ™ 2. hanked…

2. samm: LoRa ™ levitab spektri eeliseid

SS (Spread Spectrum) süsteemid ei ole uued, kuid nende keerukus tähendas, et need olid paljude kasutajate jaoks liiga kulukad, kuni arenesid välja kaasaegsed mikroelektroonilised lähenemisviisid. Kuna SS -tehnikad pakuvad märkimisväärseid häireid ja tuhmuvat immuunsust, turvalisust ja "tuvastamatuid" edastusi, on nad juba ammu sõjaväe pärusmaa - isegi II maailmasõjas. Vaadake pomminäitleja Hedy Lamarri hämmastavat 1940. aastate tööd! [5] =>

LoRa ™ tõenäoline Chirp SS modulatsioon ja muud SS -eelised võivad pakkuda ka Doppleri efekti "sageduse nihutamise" immuunsust - võib -olla olulist kiiresti liikuvates LEO (Low Earth Orbital) satelliitraadiorakendustes. Vaadake [6] =>

Kuid siin -maa peal -tuleneb kõige rohkem Semtechi väidetest (ja paljude teiste reklaamidest aastatel 2014–2015, sealhulgas IBM ja MicroChip!), Et madala UHF -hajuspektriga LoRa ™ -seadmed suurendavad vahemikku vähemalt suurusjärgu võrra (x 10) traditsiooniliste NBFM (Narrow Band FM) andmemoodulite kaudu sarnastel tingimustel ja seadistustel.

Tundub, et suur osa sellest hämmastavast vahemiku suurendamisest tuleneb LoRa võimest töötada allpool mürataset. Selle alus võib olla seotud sellega, et müra on juhuslik (ja seega iseenesest teatud aja jooksul isoleeriv), samal ajal kui signaal on tellitud (mitme prooviga, mis seda "üles ehitab"). Vaata kontseptsiooni lisatud surfipildilt!

Kuigi väga väikese võimsusega "õline elektronide lõhn" mW -taseme saatjad võivad seega olla teostatavad (ja patareitoitega seadistuste säilivusaeg võib olla peaaegu aastaid), on LoRa ™ negatiivne külg siiski see, et sellega võivad kaasneda nõrga signaali pikamaa lingid väga madala andmeedastuskiirusega (<1 kbps). See võib olla juhuslik asjade Interneti (asjade Interneti) jälgimisel rakendustes, mis hõlmavad temperatuure, mõõteseadmeid, olekut ja turvalisust jne.

3. samm: SIGFOX - võrgupõhine IoT rivaal?

Võib -olla on LoRa ™ lähim IoT kaugmaa LPWA (Low Power Wide Area) traadita rivaal Prantsuse ettevõte SIGFOX [7] =>

Erinevalt Semtechi varalisest LoRa ™ -st on SigFoxi seadmed meeldivalt avatud lähtekoodiga, AGA need nõuavad spetsiaalset sidumisvõrku. Seetõttu muutuvad need SigFoxi võrgu levialast välja tulles, nagu ka mobiiltelefonid, kasutuks - see on eriti kõnekas tegur kaugetes piirkondades (või paljudes riikides, mida pole veel teenindatud!). Probleemiks võivad muutuda ka jooksvad teenustasud või kiire tehniline areng - meenub Metricomi 90ndate lõpu õnnetu 900 MHz „Ricochet” traadita Interneti -teenus [8] => https://en.wikipedia.org/wiki/Ricochet_% 28 Internet…

SigFoxi seadmed erinevad LoRa ™ -st UNB (ülikitsasriba) 100 Hz raadio „kanalite” kasutamisel koos BPSK (Binary Phase Shift Keying) modulatsiooniga 100 bps. Saatjad on sarnased patareisõbralikud 10-25 mW, kuid litsentsivabad 868-902 MHz sagedusribad. Katusel olevatel tugijaamadel, mis ühenduvad Interneti kaudu kiudude jne kaudu, on ülitundlikud -142 dBm vastuvõtjad. Tulemuseks võib olla 10 km (seega sarnane LoRa ™ -ga) - SigFoxi tugijaamade läheduses on kõrgelt lendavatelt lennukitelt ja avamerelaevadelt saadud andmeühendusi.

Kuid lubatud on vaid 12 -baidised sõnumid, mis on piiratud 6 sõnumiga tunnis. Teave saabub mõne sekundi pärast, kuid SigFoxi võrk ei toeta sellist reaalajas suhtlust nagu krediitkaardi autoriseerimine ja süsteem sobib kõige paremini paar korda päevas edastatavate andmete „fragmentidega”. Tavaliselt võivad need hõlmata kommunaalmõõturite kauglugemist, voolu ja taseme jälgimist, varade jälgimist, hädaabiteateid või parkimiskohti - viimane on tõeline vara!

SigFoxi võrgud on üsna lihtsad ja neid saab kasutada murdosa traditsioonilise mobiilsidesüsteemi kuludest. Hispaania ja Prantsusmaa on juba kaetud ~ 1000 tugijaamaga (tavalise mobiilsideteenuse puhul 15 000), peagi järgnevad Belgia, Saksamaa, Holland, Ühendkuningriik (Arqiva kaudu) ja Venemaa. Kohtuprotsessid on käimas ka San Franciscos, Sigfox ei ehita neid võrke otseselt, vaid sõlmib lepinguid kohalike ettevõtetega, et lahendada katusel asuvate tugijaamade ja antennide suhteliselt lihtne juurutamine.. Rakendamine võib olla kiire ja kulutõhus- nende kasutuselevõtupartner Hispaanias kulutas 5 miljoni dollari võrgu juurutamiseks kogu riigis vaid 7 kuuga. Need kohalikud partnerid müüvad seejärel IoT -teenuseid edasi, lõppkasutaja maksab umbes 8 USA dollarit aastas seadme kohta.

SigFoxi lähenemisviisi kasutuselevõtt on olnud dramaatiline, 2015. aasta alguses rahastati rohkem kui 100 miljonit USA dollarit. Traadita konkurendid TI/CC (Texas Instruments/ChipCon), kes hiljuti SigFoxiga liitusid, näitavad tegelikult, et Loral võib olla nõrkusi - vt [9] =>

SigFoxi uuringuid on raske leida, kuid vaadake "juhendatavaid" taseme statistikaid [10] =>

Võib juhtuda, et mõlemad lähenemisviisid eksisteerivad lõpuks koos, nagu ka kahesuunalised raadiod (= LoRa ™) ja mobiiltelefonid (= SigFox) häältaseme kommenteerimiseks. Praegu (mai 2015) on LoRa ™ kindlasti viis, kuidas uurida IoT traadita Interneti kaugvõimalusi- loe edasi!

4. samm: Hiina LoRa ™ moodulid -1

Kuigi see on ELi leiutis, on Hiina tootjad väga innukalt vastu võtnud Semtechi SX127x LoRa ™ mootorid. LoRa võime tungida läbi rahvarohketes Aasia linnades asuvate takistavate hoonete on kahtlemata olnud ahvatlev.

Hiina mega e-linna Shenzheni (Hongkongi lähedal) tegijad on olnud eriti entusiastlikud, pakkumisi on märkinud sellised "tegijad" nagu Dorji, Appcon, Ulike, Rion/Ron, HopeRF, VoRice, HK CCD, Shenzhen Taida, SF, NiceRF, YHTech ja GBan. Kuigi nende liidese otsikud on mõnevõrra erinevad, on 2 kiibiga „mikrode modereeritud” moodulit Dorjilt, Appconilt, VoRice'ilt ja NiceRFseemilt peaaegu märgi konstrueeritud.

Seetõttu soovitatakse põhjalikku guugeldamist neile, kes ostavad hulgi, proovid, tasuta kohaletoimetamine, selgemad tehnilised andmed, parem juurdepääs SX127x funktsioonidele/tihvtidele, lihtsam juhtimine, kergem kaal, vastupidav pakend (YTechi E32-TTL-100 stiil) jne. näiteks EBay, Alibaba või Aliexpress [11] =>

Samm: Hiina LoRa ™ moodulid - 2

Pange tähele, et odavamad (<$ 10 USA dollarit) ühe kiibiga moodulid juhivad SX1278 tüütu kellaga ühendatud SPI (Serial Peripheral Interface) kaudu. Kuigi need on suuremad ja kulukamad (~ 20 USA dollarit), kasutavad kaks kiibiga LoRa ™ moodulit SX1278 ühendamiseks teist pardal olevat MCU -d (mikrokontrollerit) ning neid on tavaliselt palju lihtsam konfigureerida ja nendega töötada. Enamik pakub sõbralikku tööstusstandardi TTL (Transistor Transistor Logic) läbipaistvat andmetöötlust lihtsate RXD ja TXD tihvtide kaudu. TTL -moodulite külge on tavaliselt paigaldatud väikesed punased ja sinised LED -id - see on mugav TX/RX -i jaoks.

MÄRKUS. 8 tihvtiga pakkumised võivad kasutada tavalise 2,54 mm (1/10 tolli) asemel 2 mm tihvtide vahekaugust, mis võib piirata jootevaba leiva hindamist.

Ehkki TTL LoRa ™ -seadmete hindade kahekordistamine võib olla hirmutav, võiksid nahavärvid kaaluda odavamaid (nii ostmiseks kui ka tarnimiseks) plaate ilma SMA -pistikupesa ja sobiva "kummiga" antenniga. See ei ole muidugi nii professionaalne, kuid lihtsa ¼ lainega (~ 165 mm pikkune) piitsa saab kergesti valmistada vanaraua traadist. See võib isegi kummist pardi antenni täita-eriti kui see on kõrgendatud!

Üldiselt (ja seda võib tõenäoliselt mõjutada üha rohkem pakkumisi) tundub kirjutamise ajal (2015. aasta aprilli keskel) Dorji 433 MHz DRF1278DM lihtsaim viis LoRa ™ -ga alustamiseks. Selle mooduli piiratud juurdepääs pinoutile, HEX -taseme muutmine ja vajadus kõrgema toitepinge järele (3,4–5,5 V) võivad siiski olla piirangud.

6. samm: Dorji DRF1278DM

Hiina tootja Shenzhen Dorji müüb neid mikrojuhitud DRF1278DM mooduleid igaüks umbes 20 USA dollari eest firmalt Tindie [12] =>

7 tihvti on paigutatud tavalise leivaplaadisõbraliku 2,54 mm kaugusele. Vajalik on toide vahemikus 3,4–5,5 V. Mooduli elektroonika töötab aga madalamatel pingetel - pardal on 3,2 V pingeregulaator. See suurem tarnevajadus on tänapäeva "3V" ajastul tülikas, sest kuigi see sobib USB 5V (või isegi mahukatele 3 x AA 1,5V elementidele), takistab see üksikute 3V Li -müntide kasutamist jne. Võib -olla saaks regulaatorist mööda minna?

Samm: DAC02 USB -adapter

Mooduli konfigureerimiseks arvutitarkvara "RF Tools" kaudu saab kasutada odavat USB -TTL -adapterit (siin Dorji DAC02). Moodulid on mehaaniliselt siiski toestamata, kui neid sisestatakse, ja korduv kasutamine võib tihvte rõhutada …

Sarnaseid adaptereid leidub väga madalate hindadega, KUID enne kasutamist on oluline kõigepealt veenduda, et adapteri tihvtide funktsioonid vastavad traadita mooduli omadele! Kui seda ei tehta (kui VCC/GND vahetustehingud on tavalised), tuleb võib -olla kasutada lendavaid juhtimismeetodeid. Kuigi need on tüütud, võivad need olla ka mitmekülgsemad, kuna need sobivad konfiguratsioonile. muudest moodulitest (vaadake saatja-vastuvõtja seadistust HC-12) ja isegi otse terminaliprogrammi kuvamist arvutis.

8. toiming: USB -seadistustööriistad + SF-, BW- ja CR Insights

Siin on ekraanid, mis on tüüpilised kasutajasõbralikule USB -le, mis konfigureerib "RF Tools". Dorji moodulid töötasid karbist välja, kuid sageduse ja võimsuse seadeid tuleks kohalike eeskirjade kohaselt vähemalt muuta. Paljud riigid piiravad 433 MHz saatja võimsust 25 mW (~ 14 dBm) või isegi 10 mW (10 dBm) - need on vastavalt Dorji võimsusseaded 5 ja 3.

Litsentsivaba ISM -sagedusala, mis katab ~ 1,7 MHz viilu vahemikus 433,050 - 434,790 MHz, EI luba edastamist ka täpselt 433 000 MHz sagedusel!

Õnneks tundub läbipaistev andmetöötlus, mis tähendab, et kõik seeriaandmed, mis sisestatakse, on pärast õhu kaudu edastamist lõpuks läbipaistvalt hambumuslikult välja lülitatud. Kuid kuulujutud 256 -baidine puhver nägi rohkem välja nagu 176 baiti (CRC üldkulud?), Mõnda Dorji tööriista sätet oli raske tõlgendada ja ka "kirjalikke" muudatusi ei näidatud alati heaks kiidetuna …

Laadige alla Dorji DRF_Tool_DRF1278D.rar konfigureerimistööriist (loetletud RHS -i veeru "Allikad" all) = = https://www.dorji.com/pro/RF-module/Medium_power_tranceiver.htmlKontrollige erinevaid teadmisi (eriti lk 9-10) selle kasutamine ja USB -adapterid jne =>

LoRa ™ hajaspektri mõistete selgitus: (NB! Andmesagedus on seotud BW ja SF -ga)

BW (ribalaius kHz): kuigi pelgalt 10s kHz BW võib meeldida, on oluline mõista, et odavad 32 MHz kristallid, mida kasutavad paljud LoRa ™ moodulid (Dorji ja HOPERF jne), ei pruugi sagedusega päris täpselt sobida. Samuti võivad tekkida temperatuuri muutused ja vananemine. Kitsamate ribalaiuste valik võib seega takistada moodulite sünkroonimist, kui ei kasutata tüütut kristallide näpistamist ja termoregulatsiooni. Kuigi Hiina LoRa ™ moodulitootjad nagu Dorji soovitavad BW minimaalselt 125 kHz, peaks enamikul eesmärkidel olema kitsam 62,5 kHz BW üsna OK. Vaadake 10. sammus näidatud varjutatud tabeli veergu.

SF (hajutusteguri kiibid baas-2 logina): SS-süsteemides on iga pseudo-juhusliku binaarjärjestuse bitti tuntud kui "kiipi". Suurendamine 7 -lt (2^7 = 128 kiipimpulsi sümboli kohta) kuni piirini 12 parandab tundlikkust 3dB võrra igal sammul, kuid u. vähendab andmeedastuskiirust poole võrra. Kuigi seega on SF 11 (2^11 = 2048) 12 dB tundlikum kui SF7, väheneb andmeedastuskiirus (62,5 kHz BW) ~ 2700 bps -lt vaid 268 bps -ni. Aeglase andmeedastuskiirusega saatjad jäävad ka kauemaks tööle ja võivad seega tarbida ka rohkem energiat kui kiiremaid andmeid saatvad saatjad.

Kuid väga madal andmeedastuskiirus võib muidugi olla talutav ka aeg -ajalt asjade Interneti (asjade Interneti) jälgimisel (ja aku suurenenud energiakulu juhuslikult), samas kui x 4 vahemiku suurendamine võib olla äärmiselt väärt!

CR (error Coding Rate): Ühendkuningriigi esialgsetes testides kasutati CR 4/5. (See tähendab, et iga 4 kasulikku bitti kodeerib 5 edastusbitti). CR -i suurendamine 4/8 -ni pikendab edastusaega ~ 27%, kuid parandab vastuvõttu 1 kuni 1,5 dBm võrra, mis tähendab võimalikku vahemiku paranemist umbes 12–18%. See CR näpistamine ei anna tõenäoliselt nii kasulikku vahemiku suurenemist kui SF suurendamine.

Enamik NZ -katseid oli sagedusel 434 000 MHz, seeriaandmed 2400 bps, SF7, 62,5 kHz mustvalge ja CR 4/5.

9. samm: otsene DRF1278DM -i konfigureerimine

DRF1278DM-i saab konfigureerida ka välise mikrokontrolleri abil- isegi alandliku 8-kontaktilise PICAXE-08 abil. Kuigi see hõlmab krüptilist baasi 16 HEX -kodeerimist, võimaldab see pardal/lennult kohandamist, mitte mooduli pidevat eemaldamist ja USB -adapteri konfigureerimist. Vaadake kõiki üksikasju lk 7-8 Dorjil. pdf. [13] =>

Kuigi see pakub mitmesuguseid unerežiimi funktsioone, saab HEX-taseme näpunäiteid saada ka Appconi (peaaegu sarnaste) APC-340 andmelehtede kaudu [14] =>

Tänu kaaslasele Kiwi Andrew "Brightspark" HORNBLOW'le koos PICAXE-08M2 koodifragmendiga, et moduleerida DRF1278DM TX-võimsust ülekandetrappide trepikojaks. (Vahemiku/võimsuse parema ülevaate saamiseks võib neid hõlpsasti seostada ka vastuvõtja PICAXE poolt genereeritud toonidega). Pange tähele, et TX tasemed 6 ja 7 ületavad NZ/Austraalia lubatud 25 mW (~ 14 dBm või seade 5). Andrew arusaam tekkis sarja tooriku hex-seeriaandmete jälgimisest/kopeerimisest ja kleepimisest terminalist.exe (suurepärane inseneritööriist [15] => https://hw-server.com/terminal-terminal-emulation-…) sarja vaatamise ajal andmed lobisevad moodulite vahel ja sealt välja, kui raadiosageduse võimsustaset muudetakse.

Dorji võimsustaseme samm = 4. bait RH otsast ($ 01, $ 02 jne) pluss järgmine CS bait (CheckSum $ AB, $ AC jne) tuleb lihtsalt muuta. PICAXE -koodi laused proovivõimsuse taseme muutmiseks on järgmised:

oota 2

seeria 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)

seeria 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)

seeria 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)

seeria 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)

seeria 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)

seeria 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)

seeria 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)

oota 2

10. samm: toimivuse hinnangud ja tulemused

PICAXE 28X2 juhitud HOPERF 434 MHz Semtech LoRa ™ põhiseid RFM98 andmemooduleid kasutati katsetes, mis viidi läbi Ühendkuningriigi tüüpilises linnakeskkonnas üle 750 m lingi. Saatja antenn oli madalal mastil ~ 2½ m kõrgemal, vastuvõtja lühikesel poolusel ~ 1½ m - mõlemad maapinnast kõrgemal. Kinnitatud 750 m tiheda linnakeskkonna ulatusega Ühendkuningriigi 10 mW TX -s (kasutades 500 kHz mustvalget ja andes seega ~ 22 kbps), siis 10,4 kHz BW (või 455 bps) korral näeb umbes 6 km välja madalvõimsusega!

Kinnitavad välitestid (seadistustega SF7 ja ainult mustvalge 62,5 kHz) tehti Wellingtonis (NZ) 3 x AA patareitoitega PICAXE-08M juhitud Dorji DRF1278DM moodulite jms antenniga, kuid Aus/NZ "värvimullide" korral suurem 25mW (14dBm)) TX võimsus. Äärelinna signaalilinkid, mida võib -olla abistavad avatum keskkond ja puitehitised, tehti järjepidevalt 3–10 km ulatuses. (Kuna 6 dB võimendus kahekordistab LoS vahemikku, siis 4 dB lisavõimsus ~ x 1½. Ja seega võivad vahemikud paraneda võrreldes Ühendkuningriigi omadega> 1½ korda).

11. samm: leivalaua paigutus

Leivaplaadiga paigutus (varem kasutatud Dorji "7020" GFSK moodulite jaoks) sobib lihtsalt LoRa seadmele vahetamiseks. GFSK (Gaussian Freq. Shift Keying) modulatsiooni on varem peetud parimaks 433 MHz lähenemisviisiks, seega oli kasulik võrrelda "7020" pakkumiste tulemusi uute LoRa moodulitega.

12. samm: PICAXE skeem

Mõlemad RX ja TX kasutavad peaaegu identset paigutust, kuigi nende kood mõnevõrra erineb. Ehkki see on loomulikult ahvatlev ja PICAXE -dega hõlpsasti saavutatav, ei üritatud selles etapis energiasäästlikke unerežiime siseneda. Voolutugevus 3 xAA patareist oli ~ 15mA, pulseerides edastamisel ~ 50mA.

Samm 13: PICAXE saatja kood

Loomulikult saab seda koodi ulatuslikult täiustada ja muuta, võib -olla viivituste ja preambulitega. Praegu on see sisuliselt lihtsalt sülitamine väljapoole liikuvast numbrist 0-100. Kuna katse oli mõeldud ainult usaldusväärsete vahemiku väidete kontrollimiseks, ei tehtud ühtegi katset (ei saatja ega vastuvõtjaga) energiasäästurežiimide lubamiseks.

14. samm: PICAXE vastuvõtja kood ja ekraan

Siin on seotud PICAXE vastuvõtja kood, mille numbrilised väärtused kuvatakse redaktori sisseehitatud terminali "F8" kaudu. Lihtsa loendamise ilu seisneb selles, et järjestusi saab kiiresti visuaalselt skaneerida ning puuduvaid või soiseid väärtusi on lihtne märgata.

Samm: kasutajasõbralikud LoRa ™ raadiosageduse häälestamise abivahendid?

Kuna LoRa ™ mooduli sätteid võib olla raske mõista ja kontrollida, on meeldivalt leitud, et lihtsate häälestamisvahenditena on võimalik kasutada odavaid (ja suhteliselt lairiba) ASK 433 MHz vastuvõtumooduleid.

NZ/Aus väljalaskeava Jaycar pakub ZW3102 moodulit, mida saab hõlpsasti veenda "nuusutajaülesanneteks" vastavalt helisignaali jälgimisele. LoRa ™ ülekande lähedal (<5 meetrit) kuuleb väljuv signaal kergesti "kriimustustena", samas kui lisatud LED -i heledus on seotud RSSI -ga (vastuvõetud signaali tugevuse indikaator).

Sarnane (ja odavam) Dorji valmistatud moodul on saadaval saidil Instructable [16] =>

16. etapp: välikatsed- Wellington, Uus-Meremaa

See ranna seadistus näitab varasemat katsetamist Dorji "7020" GFSK (Gaussian Frequency Shift Keying) moodulitega. Sellistes tingimustes ulatus vahemik ~ 1 km ja parimal juhul oli see ~ 300 m heleda taimestiku ja puitraamiga hoonete kaudu. Sadamatevahelised ühendused leiti olevat võimalikud ainult siis, kui saatja oli märgatavalt kõrgemale tõstetud umbes 100 meetri kõrgusel kotkapesa vaatepunktist mäenõlval taga.

Seevastu Dorji LoRa moodulid sama 25 mW võimsusega "ujutasid" äärelinna üle, käekõrgused (~ 2,4 m) ülekanded tuvastati usaldusväärselt ~ 3 km läheduses, 6 km kaugusel "magusatest punktidest" ja isegi 10 km pinnast mööda sadamat. Vastuvõtt lakkas alles siis, kui lahesoppides kiviste põllupiirkondade taga (taustal nähtav). LoRa seaded olid, mustvalge 62,5 kHz, SR 7, CR 4/5 ja 25 mW (14 dBm) TX -võimsus ¼ lainega suunaga vertikaalsesse antenni.

17. samm: Ühendkuningriigi LoRa versus FSK - 40 km LoS (nägemisjoone) test

Tänu Cardiffis asuvale Stuart Robinsonile (raadiosink GW7HPW) viidi FSK (Frequency shift keying) versus LoRa ™ võrdlustestid läbi kõrgemal 40 km kaugusel Ühendkuningriigi Bristoli kanalis. Vaadake pilti.

Piirkond on üsna traadita ajalooline, sest 1897. aastal tegi Marconi oma läheduses esimesed kaugpöörded (6–9 km, kasutades näljasid sädemete saatjaid!) [17] =>

Stuarti tulemused räägivad enda eest - LoRa ™ andmeside oli 2014. aastal hämmastavalt võimalik, kasutades vaid murdosa võimsusest, mida oli vaja tema varem hästi austatud Hope RFM22BFSK moodulite jaoks!

PICAXE-40X2 juhitav RFM22B tiirleb endiselt hinnatud 50 dollari ringis ja nõrgad maapinna signaalid on tuvastatavad, kui see möödub LEO-st (Madal Maa orbitaal) palju 100 kilomeetrit kõrgemal. (LoRa ™ moodulid polnud selle käivitamise ajal 2013. aastal saadaval) [18] =>)

18. samm: muud piirkonna testid

Edukad lingid tehti üle 22 km LoS (nägemisliin) Hispaanias ja mitme kilomeetri kaugusel Ungaris.

Vaadake Libeliumi reklaami, mis näitab tehnoloogia ~ 900 MHz eeliseid [19] =>

19. samm: LoRa vastuvõtja ja lingid

Ühendkuningriigi HAB (High Altitude Ballooning) katsed andsid kahesuunalise LoRa ™ katvuse kuni 240 km kaugusel. Andmeedastuskiiruse vähendamine 1000 bps-lt 100 bps-ni peaks võimaldama leviala kuni raadiohorisondini, mis on nende õhupallide tüüpilise 6000-8000 m kõrguse korral võib-olla 600 km. Õhupalli jälgimist saab teha ka pardal oleva GPS -i abil - kontrollige ulatuslikku HAB & LoRa ™ dokumentatsiooni aadressil [20] =>

LoRa vastuvõtja nii HAB kui ka tulevaste LEO satelliiditööde jaoks on väljatöötamisel - üksikasjad järgnevad.

Kokkuvõte: LoRa ™ on kujunemas häirivaks tehnoloogiaks, eriti arenevate ja paljude hüpoteetiliste IoT (asjade Interneti) traadita võrgurakenduste jaoks. Olge kursis LoRa Alliance'i saidi kaudu [21] =>

Kohustustest loobumine ja tänu: see konto on sisuliselt ette nähtud pealesurumiseks/uurimiseks ja koostamiseks - mis tundub - mäng, mis muudab UHF -i traadita andmesidetehnoloogiat. Kuigi tervitan tasuta proove (!), Ei ole mul ühtegi mainitud LoRa ™ tegijaga kaubanduslikku sidet. Võite selle materjali "kopeerida vasakule" - eriti hariduslikuks otstarbeks -, kuid saidi krediit on loomulikult hinnatud.

Märkus. Mõned pildid on pärit veebist, mille eest (kui ei ole viidatud) tänatakse tänuväärselt.

Stan. SWAN => [email protected] Wellington, Uus -Meremaa. (ZL2APS -alates 1967).

Lingid: (15. mai 2015 seisuga)

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]

[7]

[8]

[9]

[10]

[11]

[12]

[13]

[14]

[15]

[16]

[17]

[18]

[19]

[20]

[21]