LoRa是一種低功耗、遠距離傳輸的無線通信技術,其中組網方式主要有以下兩種:
1.點對點(P2P)組網:點對點方式適用于需要設備之間直接通信的場景,無需基站參與。這種方式下,每個設備都是獨立的傳輸單元,可以像傳統的無線電臺一樣進行通信。
2.星形網絡(Star Network)組網:星形網絡方式下,每個節點和一個中心節點(通常是一個基站)相連。每個節點只能與中心節點通信,中心節點會收集和處理所有節點的數據。
在實際應用中,根據場景需要和設備數量,LoRa的組網方式也會有所不同。例如,在需要大規模區域覆蓋的工業物聯網應用中,通常采用星形網絡結構,需要建立基站進行數據的收集和處理;而一些小型設備之間需要進行直接通信的環境下適合點對點的方式。
【LoRa網關以及LoRa自組網】以“有人物聯網”為例
1. LoRa 自組網協議的理解
(1)LoRa模塊 WH-L101-L-P-H10 濟南有人物聯網技術有限公司
采用的LoRa 芯片是 ASR6601國產芯片 ,工作頻段398-525MHz
關于 ASR6601 與 sx1268 兩款 lora 芯片的對比,參考:ASR6601:國產M4內核LoRa SoC芯片替代SX1262/SX1278
注意:這個模組內部已經集成了相關電路,外部MCU通過串口指令即可控制該模塊數據收發
(2)LoRa網關設置
作用:通過USR私有協議將網關和多個LoRa模塊組成一個有序的通訊網絡;網關自主管理節點入網,設置LoRa參數,實現LoRa數據的接收和下發,然后將數據傳至服務器。
有人的LoRa網關,又叫LoRa集中器,以此為例,介紹:有人 USR-LG220-L 智能LoRa 網關采用4通道,1個管理通道,3個數據通道
LoRa私有協議自組網
三種模式:節點主動上報、集中器輪詢喚醒、服務器主動下發
通訊流程:
1. 利用PC的網絡助手,作為server監聽網關上報的數據
2. 手機連接網關的wifi ap,打開網頁,設置網關的信息,ID號、信道、節點、速率等
3. 重啟網關,保存數據
4. 利用串口配置,設置LoRa模塊A的信息,使用串口指令,設置成功后,在網關的web端可以看到LoRa模塊A的信息
實現:
● PC 通過串口發指令給 MCU,MCU傳給LoRa模塊
● LoRa模塊通過LoRa協議,數據傳至 LoRa 網關
● 服務器監聽LoRa網關,因此PC通過串口給LoRa模塊發的數據,會被服務器監聽到
● 服務器給網關發的數據,也會在LoRa 模塊終端體現。
【節點、網關、服務器通訊】
● 服務器下發
服務器下發:服務器尋找LoRa網絡下某個網關下某個LoRa節點,需要網關ID和LoRa節點ID
如下圖,服務器發信息,我要找B節點
● 集中器上報
告訴服務器,我是01號網關,我要上報LoRa節點A的數據,在報文中包含了 通道、ID號、信號強度、數據長度、有效數據等信息。
● 節點與網關的通訊
節點向網關請求入網
節點向網關請求校時(有人),節點主動上報信息
節點掉線時,節點多次沒有在規定時間內和網關通訊,網關會通知服務器,節點掉線了
注意:節點入網需要滿足,
集中器管理通道與模塊信道一致
集中器管理通道與模塊速率一致
集中器與模塊應用 ID 一致
【一些注意事項】
LoRa 數據傳輸是半雙工的,同一時刻在同一通道內只支持一個設備發送數據,不支持多個從站設備同時想主站發送數據
單包數據發送間隔不適宜太小,不同的LoRa信道設置間隔大一些,節點設置不同的速率
【專業名詞】
應用ID
速率等級
節點ID
信道 0-127
Channel 通道:
SNR:網關接收到節點數據的信噪比,數值越大表示信號質量越好
RSSI:網關接受到節點數據的靈敏度,絕對值越小表示信號質量越好
【LoRa點對點通訊 】
主機發送“PING”字符給從機,從機接收到來自主機的“PING”會回復主機一個“PONG”,如果主機沒有收到從機的“PONG”,會進入發送超時,然后主機重新發送“PING”,整個流程就是這樣循環下去