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LoRa Basics無線通信技術和應用案例詳解

2022-08-10 08:31:47 企業開發

什么是LoRa Basics技術

 

LoRa Basics就是Semtech Corporation基于LoRaWAN協議推出軟體構建模塊,LoRa Basics提取常用的LoRaWAN?功能,即所有終端設備、網關或基于LoRaWAN解決方案的開發人員都必須實作的功能,并提供一組與規范兼容的、免費的、可提供支持的開源軟體套件,該組構建模塊代表了基于LoRaWAN的技術實作的最佳實踐,這樣開發人員就可以專注于開發其解決方案,同時以更低的成本、更快的將應用推向市場,LoRa Basics與LoRa聯盟完全兼容,并支持開發人員及企業快速地開發其應用,

 

LoRa Basics協議簡介

 

在軟體架構層面,LoRa Basics與LoRaWAN的傳輸協議基本一致:

LoRa Basics與LoRaWAN傳輸協議架構層

在設備類別劃分上,LoRa Basics與LoRaWAN協議有一些區別:

l Class A與LoRaWAN Class A 設備相同:電池供電的傳感器開關等;

l Class C與LoRaWAN Class C 設備相同:長供電的燈家電等;

l Class D與LoRaWAN Class B 相似:用于電池供電且具有下行喚醒功能的設備:如門鎖、閥門等(采用異步長前導包喚醒模式);

l C could control C/D;A could control C/D; D could control C/D,

 

LoRa Basics的信道規劃,最少需要3個不同的信道(這里的信道指的是不同配置的頻點、BW、SF的組合):

l F1:上行信道;

l F2:下行信道;

l F3:喚醒信道;

同時還可以進行信道擴展:

l 多個網關模塊可以支持多個F1;

l 根據作業距離和延遲要求不同可以設定多給F2;

l 根據省電或作業距離要求可以設定多個F3;

LoRa Basics模塊物聯網應用案例圖

 

LoRa Basics支持P2P通信,常見的兩種控制模式:

l 通過網關控制(LoRa Basics Station);

l 直接控制并告知網關(Modem與Modem之間通信);

 

LoRa Basics支持兩種控制模式,不過優先建議使用第二種,原因如下:

l 在沒有網關的時候,該系統依然可以有效進行;

l 具有更低的延遲特性;

l 對上行的信道占用減小,信道容量也會增加;

l 網關的負載減小;

l 可以擴展F2a和F2b,來應對不同的需求,如更低的延遲或更好的覆寫范圍,需要通過調整SF或BW實作;

LoRa Basics模塊無線通信控制模式

 

在LoRa Basics中,還有一種比P2P更快捷高效的方案,那就是組控/群控,通過ACK的時隙進行回復和識別確認目標設備,當設備加入群組時,會被分配時隙號,當設備收到群控命令時,根據時隙號*△t進行延遲,再發送ACK,不同的群組,可以根據需求設定不同的信道組合,不僅僅是節點,網關也可以參與組控,

 

LoRa Basics物聯網高效應用方案

 

下圖為Class C的設備群控案例,對于Class D設備的組控是一樣的,只是需要增加一個長前導,如果一個設備的ACK丟失,網關或者主控設備會通過P2P的方式進行再次確認,

LoRa Basics設備群控案例

五、LoRa Basics的關聯產品

隨著社會智能化、資訊化的發展,LoRa的現有技術已經無法滿足日新月異的技術更新需求,為了解決層出不窮的客戶實際需要,LoRa在LoRa Basics的基礎上衍生出了兩款平臺供客戶開發使用,

① LoRa Basics 網關平臺

LoRa Basics 網關平臺是實作LoRa資料包轉發器,LoRa 資料包轉發器是在基于 LoRa 網關(帶或不帶 GPS)的主機上運行的程式,它通過安全的IP鏈路將集中器(上行鏈路)接收到的RF資料包轉發到LoRaWAN網路服務器(LNS),它還將 LNS(下行鏈路)通過同一安全 IP 發送的射頻資料包傳輸到一個或多個設備,此外,它可以傳輸用于網路內時間協調設備的信標信號,這些信標可以在整個網路上以GPS同步傳輸,

相關開發平臺有SX1302芯片平臺,我們成都億佰特提供了基于SX1302開發的E106系列模組:

l 470MHz頻段:E106-470G27P2(詳細引數,請點擊查閱)

l 868MHz頻段:E106-868G27P2(詳細引數,請點擊查閱)

l 915MHz頻段:E106-915G27P2(詳細引數,請點擊查閱)

該系列使用Mini PCI-E標準介面封裝,方便用戶集成到自家網關設備,

LoRa Basics網關平臺

② LoRa Basics 終端節點平臺

LoRa Basics調制解調器產品可以基于LoRa的物聯網(IoT)設備與Semtech的LoRa云服務進行通信,LoRa Basics調制解調器是一個開源軟體庫,它利用2.4GHz頻段實作全球互操作性,LoRa Basics Modem-E提供與Semtech云服務的開箱即用集成,例如用于定位現場設備的地理位置功能,它使用sub-GHz頻段,旨在支持歐盟和美國頻率的LoRaWAN區域引數,

相關開發平臺有LR1110、LR1120芯片平臺,是一個集LoRa+GPS+WiFi2.4GHz通信的LoRa Basics Modems開發平臺,GPS定位功能和WiFi定位功能,使得用戶可以更好的進行資產管理,目前我們成都億佰特正在針對LR1110、LR1120芯片平臺研發相關模組,敬請關注我司官網或咨詢銷售人員,

 

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