LoRa是一种低功耗、远距离传输的无线通信技术,其中组网方式主要有以下两种:
1.点对点(P2P)组网:点对点方式适用于需要设备之间直接通信的场景,无需基站参与。这种方式下,每个设备都是独立的传输单元,可以像传统的无线电台一样进行通信。
2.星形网络(Star Network)组网:星形网络方式下,每个节点和一个中心节点(通常是一个基站)相连。每个节点只能与中心节点通信,中心节点会收集和处理所有节点的数据。
在实际应用中,根据场景需要和设备数量,LoRa的组网方式也会有所不同。例如,在需要大规模区域覆盖的工业物联网应用中,通常采用星形网络结构,需要建立基站进行数据的收集和处理;而一些小型设备之间需要进行直接通信的环境下适合点对点的方式。
【LoRa网关以及LoRa自组网】以“有人物联网”为例
1. LoRa 自组网协议的理解
(1)LoRa模块 WH-L101-L-P-H10 济南有人物联网技术有限公司
采用的LoRa 芯片是 ASR6601国产芯片 ,工作频段398-525MHz
关于 ASR6601 与 sx1268 两款 lora 芯片的对比,参考:ASR6601:国产M4内核LoRa SoC芯片替代SX1262/SX1278
注意:这个模组内部已经集成了相关电路,外部MCU通过串口指令即可控制该模块数据收发
(2)LoRa网关设置
作用:通过USR私有协议将网关和多个LoRa模块组成一个有序的通讯网络;网关自主管理节点入网,设置LoRa参数,实现LoRa数据的接收和下发,然后将数据传至服务器。
有人的LoRa网关,又叫LoRa集中器,以此为例,介绍:有人 USR-LG220-L 智能LoRa 网关采用4通道,1个管理通道,3个数据通道
LoRa私有协议自组网
三种模式:节点主动上报、集中器轮询唤醒、服务器主动下发
通讯流程:
1. 利用PC的网络助手,作为server监听网关上报的数据
2. 手机连接网关的wifi ap,打开网页,设置网关的信息,ID号、信道、节点、速率等
3. 重启网关,保存数据
4. 利用串口配置,设置LoRa模块A的信息,使用串口指令,设置成功后,在网关的web端可以看到LoRa模块A的信息
实现:
● PC 通过串口发指令给 MCU,MCU传给LoRa模块
● LoRa模块通过LoRa协议,数据传至 LoRa 网关
● 服务器监听LoRa网关,因此PC通过串口给LoRa模块发的数据,会被服务器监听到
● 服务器给网关发的数据,也会在LoRa 模块终端体现。
【节点、网关、服务器通讯】
● 服务器下发
服务器下发:服务器寻找LoRa网络下某个网关下某个LoRa节点,需要网关ID和LoRa节点ID
如下图,服务器发信息,我要找B节点
● 集中器上报
告诉服务器,我是01号网关,我要上报LoRa节点A的数据,在报文中包含了 通道、ID号、信号强度、数据长度、有效数据等信息。
● 节点与网关的通讯
节点向网关请求入网
节点向网关请求校时(有人),节点主动上报信息
节点掉线时,节点多次没有在规定时间内和网关通讯,网关会通知服务器,节点掉线了
注意:节点入网需要满足,
集中器管理通道与模块信道一致
集中器管理通道与模块速率一致
集中器与模块应用 ID 一致
【一些注意事项】
LoRa 数据传输是半双工的,同一时刻在同一通道内只支持一个设备发送数据,不支持多个从站设备同时想主站发送数据
单包数据发送间隔不适宜太小,不同的LoRa信道设置间隔大一些,节点设置不同的速率
【专业名词】
应用ID
速率等级
节点ID
信道 0-127
Channel 通道:
SNR:网关接收到节点数据的信噪比,数值越大表示信号质量越好
RSSI:网关接受到节点数据的灵敏度,绝对值越小表示信号质量越好
【LoRa点对点通讯 】
主机发送“PING”字符给从机,从机接收到来自主机的“PING”会回复主机一个“PONG”,如果主机没有收到从机的“PONG”,会进入发送超时,然后主机重新发送“PING”,整个流程就是这样循环下去