წარმოგიდგენთ LoRa ™! - ს: 19 ნაბიჯი

2024 ავტორი: John Day | [email protected]. ბოლოს შეცვლილი: 2024-01-30 10:18

LoRa ™ = დიდი დიაპაზონის უკაბელო მონაცემთა ტელემეტრია და ეხება რადიკალურ VHF/UHF უკაბელო გავრცელების სპექტრის მონაცემთა მოდულაციის ორმხრივ მიდგომას, რომელიც ცოტა ხნის წინ შეიმუშავა და სასაქონლო ნიშნით შეიქმნა Semtech– ის მიერ (აშშ -ის მრავალწლიანი მულტინაციონალური ელექტრონიკის ფირმა). იხილეთ [1] =>

LoRa behind ტექნოლოგია შემუშავებულია Cycleo– ს მიერ, ფრანგული კომპანია Semtech– მა 2012 წელს. LoRa ri არის საკუთრებაში, მაგრამ როგორც ჩანს ის იყენებს რაღაც უფრო „მარტივ“CSS (Chirp Spread Spectrum) პულსირებულ FM– ს „გაფართოების სიხშირის“მოდულაციას, ვიდრე DSSS (პირდაპირი მიმდევრობის SS) ან FHSS (Frequency Hopping SS).

სემტექის ვებგვერდზე აღნიშნულია, რომ "LoRa ™ ტექნოლოგია გთავაზობთ 20dB ბმულის ბიუჯეტის უპირატესობას არსებულ გადაწყვეტილებებთან შედარებით, რაც მნიშვნელოვნად აფართოებს ნებისმიერი პროგრამის ასორტიმენტს, ხოლო უზრუნველყოფს ყველაზე დაბალ მოხმარებას ბატარეის მუშაობის მაქსიმალურად გაზრდის მიზნით."

სავარაუდო დიაპაზონი, როგორც წესი, x10 ჩვეულებრივი UHF უკაბელო მონაცემთა სისტემებია. დიახ -შედარებით ვიწრო ჯგუფის მონაცემების დაყენებასთან LoRa ™ იძლევა 100 მეტრს და არა 10 – ს, რამდენიმე 1000 მეტრს ვიდრე 100 – ს. მაგია!

LoRa somewhat გარკვეულწილად რთულია, რადგან ის იყენებს ტერმინებს და მოითხოვს პარამეტრებს, რომლებიც სავარაუდოდ უცნობია ბევრი "ნორმალური" მომხმარებლისთვის. სასიხარულოა, რომ აღმოჩნდა, რომ შესაძლებელია პრეტენზიების გადამოწმება მარტივი კონფიგურაციით - აქ გაერთიანებული სამეფოს წყვილმა აშშ დოლარად 3 აშშ დოლარი PICAXE მიკრო გამოიყენა, როგორც კონტროლერი. PICAXE– ები იდეალურია ისეთი ცდებისთვის, რადგან ისინი დაპროგრამებულია მაღალი დონის ინტერპრეტირებული BASIC– ით და ნებისმიერი შესრულების სიჩქარე ზედნადები შემთხვევითია s-l-o-w LORA ™ მონაცემებისთვის! იხილეთ [2] => www.picaxe.com

ნაბიჯი 1: Semtech– ის SX127x

ბოლო ათწლეულებში და კომპიუტერის იაფი დამუშავებით, შეიქმნა მრავალფეროვანი ჭკვიანი ციფრული რეჟიმი (განსაკუთრებით რადიო ჰამებით) დაბალი სიხშირის HF (3-30MHz) მუშაობისთვის, სადაც გამტარუნარიანობა ძვირფასია. (გამტარუნარიანობის მშიერი გავრცელების სპექტრის მოდულაცია ჩვეულებრივ უკანონოა ამ ქვედა სიხშირეებზე). ზოგიერთი რეჟიმი შეიძლება მოიცავდეს ოკეანეებს დაბალი სიმძლავრით (რამდენიმე ვატი), მაგრამ შენელებულია და საჭიროებს დახვეწილ კომპიუტერულ პროგრამულ უზრუნველყოფას კოდირების/დეკოდირებისათვის, ასევე ძალიან მგრძნობიარე კომუნიკაციებთან ერთად. მიმღებები და მნიშვნელოვანი ანტენა. იხილეთ [3] =>

Semtech– ის VHF/UHF SX127x LoRa ™ RF IC– ები, თუმცა შეიცავს თითქმის ყველაფერს ცერა თითის ფრჩხილის ზომის ფარგლებში ~ 4 აშშ დოლარიანი ჩიპი!

* 2019 წლის დასაწყისის განახლება: Semtech– მა ახლახან განაახლა SX127x სერია, მათი ახალი SX126x დაფუძნებული მოდულებით გამოიყურება ძალიან ღირებული. მიმართეთ დამატებით კომენტარებს ინსტრუქციის ბოლოს.

სემტეხი რამოდენიმე RF IC ვარიაციას ახდენს, SX1278 არის ქვედა UHF სიხშირე, რომელიც დახრილია 433 MHz ISM ჯგუფის მომხმარებლებისთვის. უმაღლესი სიხშირე. 800-900 მჰც შემოთავაზება უფრო პროფესიონალურ სამუშაოს მოითხოვს, თუმცა 1 გჰც სიხშირეზე შემცირებული RF დარტყმა და სიგნალის ბილიკის შთანთქმა შეიძლება იყოს პრობლემა. ქვე GHz სიხშირეებს აქვთ დაბალი ხმაური, იურიდიულად უფრო მაღალი გადამცემი ძალა და უფრო კომპაქტური მაღალი მომატების ანტენა, რამაც შეიძლება ამის კომპენსირება მოახდინოს.

ისევე როგორც LoRa ™.მოდულაცია (ნაჩვენებია სურათზე), SX127x გადამცემი მოდულებს ასევე შეუძლიათ აწარმოონ FSK, GFSK, MSK, GMSK, ASK/OOK და FM ტონის სიგნალები (მორსის კოდი!) მემკვიდრეობის სისტემების შესატყვისად. იხილეთ Semtech მონაცემთა ცხრილები (131 გვერდი!) [4] => www.semtech.com/images/datasheet/sx1276.pdf

შენიშვნა: HOPERF, დიდი ხნის დამკვიდრებული ჩინური უკაბელო მონაცემთა ფირმა, გთავაზობთ LoRa ™ მოდულებს "7 a side" RF96/97/98 IC, რომელიც ჰგავს Semtech- ის SX127x- ს. თუმცა უცნობია ეს მხოლოდ აზიური LoRa ™ მე -2 წყაროა…

ნაბიჯი 2: LoRa ™ გავრცელებული სპექტრის სარგებელი

SS (Spread Spectrum) სისტემები არ არის ახალი, მაგრამ მათი დახვეწილობა ნიშნავდა, რომ ისინი ძალიან ძვირი დაჯდა მრავალი მომხმარებლისთვის, სანამ არ განვითარდებოდა თანამედროვე მიკროელექტრონული მიდგომები. იმის გამო, რომ SS ტექნიკა გვთავაზობს მნიშვნელოვან ჩარევას და იმუნიტეტის შემცირებას, უსაფრთხოებას და "ამოუცნობი" გადაცემებს, ისინი დიდი ხანია სამხედრო სფეროს დომინირებენ - ჯერ კიდევ მეორე მსოფლიო ომში. შეამოწმეთ ბომბდამშენი მსახიობის ჰედი ლამარის 1940 -იანი წლების საოცარი ნამუშევარი! [5] =>

LoRa– ს სავარაუდო Chirp SS მოდულაციამ, ისევე როგორც სხვა SS უპირატესობებით სარგებლობამ, შეიძლება შემოგვთავაზოს დოპლერის ეფექტი „იმ სიხშირის ცვლის“იმუნიტეტიც, რაც შესაძლოა მნიშვნელოვანი იყოს LEO (დაბალი დედამიწის ორბიტალური) სატელიტური რადიო პროგრამების სწრაფ მოძრაობაში. იხილეთ [6] =>

მაგრამ -დედამიწაზე -ყველაზე მეტი ყურადღება ეთმობა სემტეკის (და 2014-2015 წლების მრავალი სხვა კომპანიის პოპულარიზაციას -IBM & MicroChip!), რომ დაბალი UHF გავრცელების სპექტრის LoRa ™ მოწყობილობები ზრდის დიაპაზონს სულ მცირე ზომის ორდერით (x 10) ტრადიციული NBFM (ვიწრო ბენდი FM) მონაცემთა მოდულებზე მსგავს პირობებში და კონფიგურაციებში.

ამ საოცარი დიაპაზონის დიდი ნაწილი, როგორც ჩანს, მოდის LoRa– სგან ხმაურის დონის ქვემოთ მუშაობის უნარზე. ამის საფუძველი შეიძლება ეხებოდეს ხმაურის შემთხვევითობას (და შესაბამისად თვით გაუქმებას გარკვეული პერიოდის განმავლობაში), ხოლო სიგნალს აწესებენ (რამოდენიმე ნიმუში ამგვარად "აშენებს მას"). იხილეთ კონცეფცია თანდართულ სერფინგის სურათზე!

მიუხედავად იმისა, რომ ძალიან დაბალი სიმძლავრის "ზეთოვანი ელექტრონის სუნი" მგვტ დონის გადამცემები შეიძლება იყოს მიზანშეწონილი (და ბატარეაზე მომუშავე მოწყობილობებს შეიძლება ჰქონდეთ შენახვის ვადა, ალბათ, წლების განმავლობაში), LoRa– ს უარყოფითი მხარე ის არის, რომ სუსტი სიგნალის შორი მოქმედების ბმულები შეიძლება დაკავშირებული იყოს ძალიან დაბალი მონაცემთა სიჩქარით (<1 კბ / წმ). ეს შეიძლება შემთხვევითი იყოს IoT (ნივთების ინტერნეტი) მონიტორინგისთვის იმ პროგრამებში, რომლებიც მოიცავს ტემპერატურას, მრიცხველის კითხვას, სტატუსს და უსაფრთხოებას და ა.

ნაბიჯი 3: SIGFOX - ქსელზე დაფუძნებული IoT კონკურენტი?

ალბათ LoRa o ს უახლოესი IoT გრძელი დიაპაზონის LPWA (დაბალი სიმძლავრის ფართო არე) უკაბელო კონკურენტია ფრანგული კომპანია SIGFOX [7] =>

Semtech– ის საკუთრებაში არსებული LoRa Unlike– სგან განსხვავებით, SigFox– ის მოწყობილობები სასიამოვნოდ ღიაა, მაგრამ ისინი მოითხოვენ სპეციალიზირებულ დამაკავშირებელ ქსელს. ისინი, შესაბამისად, უსარგებლო ხდებიან, ისევე როგორც მობილური ტელეფონები, როდესაც SigFox– ის ქსელის დაფარვის მიღმაა - განსაკუთრებით მეტყველებს ფაქტორი შორეულ რეგიონებში (ან იმ მრავალი ქვეყნისთვის, რომლებიც ჯერ არ ემსახურებოდნენ!). მომსახურების მიმდინარე გადასახადი ან ტექნიკური პროგრესის ზრდა ასევე შეიძლება გახდეს პრობლემა - Metricom– ის 90 – იანი წლების ბოლომდე განუკურნებელი 900 მეგაჰერციანი უკაბელო ინტერნეტის სერვისი „Ricochet“[8] => https://en.wikipedia.org/wiki/Ricochet_% 28 ინტერნეტი…

SigFox მოწყობილობები განსხვავდება LoRa ™– სგან UNB (ულტრა ვიწრო ზოლზე) 100Hz რადიო „არხების“გამოყენებით, BPSK (ორობითი ფაზის ცვლის გასაღები) მოდულაციით 100 bps– ზე. გადამცემები მსგავსია 10-25 მგვტ ბატარეასთან, მაგრამ ლიცენზიით თავისუფალია 868-902 მჰც სიხშირის ზოლები. სახურავის საბაზო სადგურები, რომლებიც ინტერნეტს უერთდებიან ბოჭკოვანი და ა.შ., აქვთ ულტრა მგრძნობიარე -142 dBm მიმღებები. შეიძლება მოხდეს 10 კმ -ის მანძილი (შესაბამისად LoRa to) - მონაცემთა კავშირები მოხსენებულია მაღალი საფრენი თვითმფრინავებიდან და ოფშორული გემებიდან SigFox საბაზო სადგურებთან ახლოს.

დასაშვებია მხოლოდ 12 ბაიტი შეტყობინება, შეზღუდული 6 შეტყობინებით საათში. ინფორმაცია მოდის რამდენიმე წამში, მაგრამ SigFox ქსელს არ შეუძლია ისეთი რეალურ დროში კომუნიკაციის დამყარება, როგორიცაა საკრედიტო ბარათის ავტორიზაცია და სისტემა საუკეთესოდ მოერგება მონაცემებს, რომლებიც გადაცემულია დღეში რამდენჯერმე. როგორც წესი, ეს შეიძლება შეიცავდეს კომუნალური მრიცხველების დისტანციურ კითხვას, ნაკადის და დონის მონიტორინგს, აქტივების თვალყურს, საგანგებო სიგნალებს ან მანქანის პარკინგის ადგილებს - ეს უკანასკნელი ნამდვილი აქტივია!

SigFox ქსელები საკმაოდ მარტივია და მათი განთავსება შესაძლებელია ტრადიციული ფიჭური სისტემის ღირებულების მცირე ნაწილში. ესპანეთი და საფრანგეთი უკვე დაფარულია ~ 1000 საბაზო სადგურით (სტანდარტული ფიჭური მომსახურებისთვის 15 000), რასაც მოჰყვება ბელგია, გერმანია, ნიდერლანდები, დიდი ბრიტანეთი (არკივას გავლით) და რუსეთი. სასამართლო პროცესები ასევე მიმდინარეობს სან ფრანცისკოში, თუმცა, Sigfox პირდაპირ არ აშენებს ამ ქსელებს, მაგრამ აფორმებს კონტრაქტს ადგილობრივ კომპანიებთან სახურავის საბაზო სადგურების და ანტენების შედარებით მარტივი განლაგების მიზნით. რა გაშვება შეიძლება იყოს სწრაფი და ეკონომიური- მათმა პარტნიორმა ესპანეთში დახარჯა 5 მილიონი აშშ დოლარი ქსელის განლაგებისთვის ქვეყნის მასშტაბით სულ რაღაც 7 თვეში. ეს ადგილობრივი პარტნიორები შემდეგ ხელახლა ყიდიან IoT სერვისებს, საბოლოო მომხმარებლის ხარჯებით წელიწადში დაახლოებით ~ 8 აშშ დოლარი თითო მოწყობილობაზე.

SigFox– ის მიდგომა დრამატული იყო, 2015 წლის დასაწყისის დაფინანსებით კი 100 მილიონ აშშ დოლარზე მეტი შემოსავალი მოიპოვა. უკაბელო კონკურენტები TI/CC (Texas Instruments/ChipCon), რომლებიც ცოტა ხნის წინ შეუერთდნენ SigFox– ს, ფაქტობრივად მიუთითებენ იმაზე, რომ Lora ™– ს შეიძლება ჰქონდეს სისუსტეები - იხილეთ [9] =>

რთული იყო SigFox– ის გამოძიების პოვნა, მაგრამ იხილეთ დონის „ინსტრუქციულად“[10] =>

შეიძლება ორივე მიდგომა საბოლოოდ თანაარსებობდეს, ისევე როგორც ორმხრივი რადიოები (= LoRa) და მობილური ტელეფონები (= SigFox) ხმის დონის კომუნიკაციისთვის. ამჟამად (2015 წლის მაისი) LoRa certainly რა თქმა უნდა არის IoT უკაბელო შესაძლებლობების გრძელი დიაპაზონის შესასწავლად- წაიკითხეთ!

ნაბიჯი 4: ჩინური LoRa ™ მოდულები -1

მიუხედავად იმისა, რომ ევროკავშირის გამოგონებაა, Semtech– ის SX127x LoRa ™ ძრავები დიდი მონდომებით იქნა აღებული ჩინელი მწარმოებლების მიერ. LoRa– ს უნარი ხალხმრავალ აზიურ ქალაქებში შეუშალოს შენობები, უდავოდ მიმზიდველი იყო.

ჩინეთის მეგა ელექტრონული ქალაქ შენჟენის (ჰონგ კონგის მახლობლად) შემქმნელები განსაკუთრებით ენთუზიაზმით გამოირჩეოდნენ, შეთავაზებებით აღინიშნა ისეთი "შემქმნელებისგან", როგორებიცაა Dorji, Appcon, Ulike, Rion/Ron, HopeRF, VoRice, HK CCD, Shenzhen Taida, SF, NiceRF, YHTech & GBan. მიუხედავად იმისა, რომ მათი ინტერფეისის pinouts განსხვავდება გარკვეულწილად, 2 ჩიპი "მიკრო ზომიერი" მოდულები fromDorji, Appcon, VoRice & NiceRFseem თითქმის სამკერდე ბეჯი.

ვრცელი გუგლირება რეკომენდირებულია ნაყარი შესყიდვებისთვის, ნიმუშების, უფასო გადაზიდვის, უფრო გამჭვირვალე ტექნიკური ხედვისთვის, SX127x მახასიათებლების/ქინძისთავების უკეთესი წვდომისათვის, უფრო მარტივი კონტროლისთვის, მსუბუქი წონისთვის, უხეში შეფუთვისთვის (YTech'sE32-TTL-100 სტილი) და ა.შ. მოსწონს EBay, Alibaba ან Aliexpress [11] =>

ნაბიჯი 5: ჩინური LoRa ™ მოდულები - 2

იყავით გაფრთხილებული, რომ უფრო იაფი (<$ 10 აშშ დოლარი) ერთჯერადი ჩიპური მოდულები აკონტროლებენ SX1278- ს დამღლელი საათის SPI (სერიული პერიფერიული ინტერფეისის) საშუალებით. მიუხედავად იმისა, რომ ისინი უფრო დიდი და ძვირი ღირს (~ 20 აშშ დოლარი), ორი ჩიპური LoRa ™ მოდული იყენებს მე -2 ბორტზე MCU (მიკროკონტროლერს) SX1278 კავშირისთვის და ჩვეულებრივ ბევრად უფრო ადვილია კონფიგურაცია და მუშაობა ფრენის დროს. უმეტესობა გთავაზობთ მეგობრულ ინდუსტრიის სტანდარტულ TTL (ტრანზისტორი ტრანზისტორი ლოგიკას) გამჭვირვალე მონაცემთა დამუშავებას მარტივი RXD და TXD ქინძისთავების საშუალებით. პატარა წითელი და ლურჯი LED- ები ჩვეულებრივ დამონტაჟებულია TTL მოდულებზე - მოსახერხებელია TX/RX წარმოდგენებისთვის.

შენიშვნა: 8 პინის შეთავაზებაში შეიძლება გამოყენებულ იქნას 2 მმ -იანი მანძილი, ვიდრე სტანდარტული 2.54 მმ (1/10th inch), რამაც შეიძლება შეზღუდოს ბორბლის შედუღების შეფასება.

მიუხედავად იმისა, რომ TTL LoRa ™ მოწყობილობების ახლო ფასის გაორმაგება შეიძლება შემაძრწუნებელი იყოს, სკინფლინტმა შეიძლება განიხილოს იაფი დაფები SMA სოკეტის გარეშე და შესაბამისი "რეზინის იხვის" საჰაერო ხომალდის გარეშე. რა თქმა უნდა, ეს არ იქნება პროფესიონალი, მაგრამ მარტივი ტალღის (~ 165 მმ სიგრძის) მათრახი შეიძლება ადვილად გაკეთდეს ჯართისგან. ამან შეიძლება "რეზინის იხვის" ანტენა ძალიან შეასრულოს-განსაკუთრებით თუ ამაღლებულია!

საერთო ჯამში (და - კვნესა - სავარაუდოდ, სწრაფად იმოქმედა მრავალრიცხოვანმა შეთავაზებებმა), წერის დროს (2015 წლის აპრილის შუა რიცხვები) Dorji's 433 MHz DRF1278DM ჩანს უმარტივესი გზა LoRa with– ს დასაწყებად. თუმცა ამ მოდულის შეზღუდული წვდომა pinout– ზე, HEX დონის შეცვლა და უფრო მაღალი ძაბვის საჭიროება (3.4 –5.5V) შეიძლება იყოს შეზღუდვა.

ნაბიჯი 6: Dorji DRF1278DM

ჩინელი მწარმოებელი შენჟენ დორჯი ყიდის ამ მიკრო ბრძანებულ DRF1278DM მოდულებს 20 აშშ დოლარად Tindie– დან [12] =>

7 ქინძისთავები განლაგებულია ჩვეულებრივი პურის დაფაზე 2.54 მმ (= 1/10 ინჩი). საჭიროა მიწოდება 3.4 - 5.5V შორის. მოდულის ელექტრონიკა მუშაობს უფრო დაბალ ძაბვაზე - არის ბორტზე 3.2V ძაბვის რეგულატორი. დღევანდელ "3V" ეპოქაში ეს უფრო მაღალი მოთხოვნილებაა, რადგან მიუხედავად იმისა, რომ ეს შეესაბამება USB 5V (ან თუნდაც მოცულობითი 3 x AA 1.5V უჯრედებს), ის ხელს უშლის ერთჯერადი 3V Li მონეტის უჯრედების გამოყენებას და ა.შ. მარეგულირებლის გვერდის ავლით შეიძლება?

ნაბიჯი 7: DAC02 USB ადაპტერი

იაფი USB - TTL ადაპტერი (აქ დორჯის DAC02) შეიძლება გამოყენებულ იქნას მოდულის კონფიგურაციისთვის "RF Tools" კომპიუტერული პროგრამული უზრუნველყოფის საშუალებით. მოდულები მექანიკურად არ არის მხარდაჭერილი ჩასმისას და განმეორებითმა გამოყენებამ შეიძლება დაძაბოს ქინძისთავები…

მსგავსი გადამყვანები მრავლადაა ძალიან დაბალ ფასებში, მაგრამ წინასწარი გამოყენებისთვის აუცილებელია პირველ რიგში უზრუნველყოთ, რომ ადაპტერზე pin ფუნქციები ემთხვეოდეს უკაბელო მოდულის ფუნქციებს! თუ ეს ასე არ არის (VCC/GND სვოპებით), მაშინ შეიძლება საჭირო გახდეს საფრენი წამყვანი მიდგომების გამოყენება. მიუხედავად იმისა, რომ ცოტა დამღლელია, ეს ასევე შეიძლება იყოს უფრო მრავალმხრივი, რადგან ისინი მორგებულია კონფიგურაციაზე. სხვა მოდულების (იხილეთ HC-12 გადამცემი კონფიგურაცია) და თუნდაც პირდაპირი ტერმინალის პროგრამის ჩვენება კომპიუტერზე.

ნაბიჯი 8: USB კონფიგურაციის ინსტრუმენტები + SF, BW და CR Insights

აქ არის ეკრანი ტიპიური მომხმარებლისთვის მოსახერხებელი USB კონფიგურაციისთვის "RF ინსტრუმენტები". Dorji მოდულები მუშაობდა ყუთში, მაგრამ სიხშირისა და სიმძლავრის პარამეტრები მაინც უნდა შეიცვალოს ადგილობრივი რეგულაციებისთვის. ბევრი ქვეყანა ზღუდავს 433 MHz გადამცემის სიმძლავრეს 25 მგვტ (~ 14 დბმ) ან თუნდაც 10 მგვტ (10 დბმ) - ეს არის დორჯის სიმძლავრის პარამეტრები 5 და 3 შესაბამისად.

ლიცენზიის გარეშე ISM ბენდი, რომელიც მოიცავს 7 1.7 MHz ნაჭერს 433.050 - 434.790 MHz შორის, არ იძლევა გადაცემას ზუსტად 433.000 MHz- ზე!

საბედნიეროდ ხდება გამჭვირვალე მონაცემების დამუშავება, რაც იმას ნიშნავს, რომ რასაც სერიული მონაცემები მიეწოდება, საბოლოოდ გამჭვირვალედ სტომატოლოგიურად იკვებება "ჰაერში" გადაცემის შემდეგ. თუმცა, გავრცელებული ინფორმაციის თანახმად, 256 ბაიტიანი ბუფერი უფრო ჰგავდა 176 ბაიტს (CRC ოვერჰედის ზემოთ?), Dorji ინსტრუმენტის ზოგიერთი პარამეტრის ინტერპრეტაცია ძნელი იყო და ცვლილებები "დაწერილი" ყოველთვის არ იყო მიღებული…

ჩამოტვირთეთ Dorji's DRF_Tool_DRF1278D.rar კონფიგურაციის ინსტრუმენტი (ჩამოთვლილია ქვედა RHS "რესურსების" სვეტში) => https://www.dorji.com/pro/RF-module/Medium_power_tranceiver.html შეამოწმეთ მრავალფეროვანი ხედვა (განსაკუთრებით P. 9 -10) მისი გამოყენება და USB გადამყვანები და ა. შ.

LoRa ™ გავრცელების სპექტრის ტერმინების ახსნა: (N. B. მონაცემთა განაკვეთი ეხება BW & SF)

BW (დიაპაზონის სიგანე kHz): მიუხედავად იმისა, რომ მხოლოდ 10 წმ kHz BW შეიძლება მიმზიდველი იყოს, მნიშვნელოვანია გვესმოდეს, რომ 32 MHz იაფი კრისტალები, რომლებიც გამოიყენება LoRa ™ მოდულის მიერ (Dorji & HOPERF და სხვ.) შეიძლება ზუსტად არ ემთხვეოდეს სიხშირეს. ასევე შეიძლება მოხდეს ტემპერატურის ცვალებადობა და დაბერება. ვიწრო გამტარუნარიანობის შერჩევას შეუძლია ხელი შეუშალოს მოდულის სინქრონიზაციას, თუ არ გამოიყენება კრისტალების დამღლელი ცვლილებები და თერმული რეგულირება. მიუხედავად იმისა, რომ ჩინელი LoRa ™ მოდულის შემქმნელები, როგორიცაა დორჯი, გვირჩევენ BW მინიმუმ 125 kHz, უმეტეს მიზნებისთვის ვიწრო BW 62.5 kHz უნდა იყოს საკმაოდ კარგი. იხილეთ დაჩრდილული ცხრილის სვეტი, რომელიც ნაჩვენებია მე –10 ნაბიჯში.

SF (გავრცელების ფაქტორი "ჩიპი" როგორც ბაზა -2 ჟურნალი): SS სისტემებში ფსევდო შემთხვევითი ორობითი თანმიმდევრობით თითოეული ბიტი ცნობილია როგორც "ჩიპი". 7 – დან (2^7 = 128 ჩიპის პულსი თითო სიმბოლოზე) 12 – მდე ლიმიტი აუმჯობესებს მგრძნობელობას 3 დბ – ით თითოეულ საფეხურზე, მაგრამ დაახ. განახევრებს მონაცემთა სიჩქარეს. მიუხედავად იმისა, რომ SF 11 (2^11 = 2048) არის 12 დბ უფრო მგრძნობიარე ვიდრე SF7, მონაცემთა სიჩქარე ეცემა (62.5 კჰცტ სიმძლავრეზე) 00 2700 წმ / წთ -დან მხოლოდ 268 ბპს -მდე. ნელი მონაცემთა სიჩქარის გადამცემები ასევე დიდხანს რჩებიან და ამრიგად, მათ ასევე შეუძლიათ მოიხმარონ მეტი ენერგია, ვიდრე გადამცემები, რომლებიც უფრო სწრაფად აგზავნიან მონაცემებს.

თუმცა, მონაცემთა ძალიან დაბალი მაჩვენებლები შეიძლება იყოს შემწყნარებელი IoT (ნივთების ინტერნეტი) მონიტორინგისთვის (და ბატარეის ენერგიის გადიდება შემთხვევით), ხოლო x 4 დიაპაზონის გაზრდა შეიძლება იყოს ძალზედ ღირებული!

CR (შეცდომის კოდირების მაჩვენებელი): ბრიტანეთის საწყისმა ტესტებმა გამოიყენეს CR 4/5. (ეს ნიშნავს, რომ ყოველი 4 სასარგებლო ბიტი კოდირებულია 5 გადამცემი ბიტით). CR– ის გაზრდა 4/8 –მდე აგრძელებს გადაცემის დროს ~ 27%-ით, მაგრამ აუმჯობესებს მიღებას 1 – დან 1.5 dBm– ით, რაც წარმოადგენს პოტენციური დიაპაზონის გაუმჯობესებას დაახლოებით 12-18%–ით. ეს CR შესწორება ალბათ არ მისცემს ისეთივე სარგებელს დიაპაზონში, როგორც SF- ის გაზრდა.

NZ კვლევების უმეტესობა იყო 434.000 MHz, 2400 bps სერიული მონაცემები, SF7, 62.5kHz BW და CR 4/5.

ნაბიჯი 9: პირდაპირი DRF1278DM კონფიგურაცია

DRF1278DM ასევე შეიძლება კონფიგურირებული იყოს გარე მიკროკონტროლისგან- თუნდაც თავმდაბალი 8 პინიანი PICAXE-08. მიუხედავად იმისა, რომ მოიცავს 16 ძირითადი HEX კოდირებას, ეს საშუალებას გაძლევთ შეცვალოთ ბორტზე/ფრენა და არა მოდულის უწყვეტი მოხსნა და USB ადაპტერის კონფიგურაცია. იხილეთ სრული დეტალები P.7-8 დორჯში. pdf [13] =>

მიუხედავად იმისა, რომ ის გვთავაზობს ძილის სხვადასხვა მახასიათებლებს, HEX დონის შესწორება შეიძლება ასევე მოიპოვოს Appcon– ის (გარეგნულად) APC-340 მონაცემების ფურცლებით [14] =>

მადლობა თანამემამულე კივის ენდრიუ "Brightspark" HORNBLOW ამით PICAXE-08M2 კოდის ფრაგმენტით DRF1278DM TX სიმძლავრის მოდულირება გადაცემათა კოლოფის კიბეებზე. (დიაპაზონის/სიმძლავრის უფრო ადვილი აღქმისთვის ეს ადვილად შეიძლება დაკავშირებული იყოს მიმღების ბოლოს PICAXE გენერირებულ ტონებთანაც). თუმცა გაითვალისწინეთ, რომ TX დონე 6 და 7 აღემატება NZ/ავსტრალიის შემწეობას 25 მგვტ (d 14 დბმ ან პარამეტრი 5). ენდრიუს შეხედულებები წარმოიშვა terminal.exe– დან ნედლი ექვს სერიული მონაცემების მონიტორინგის/კოპირებისა და ჩასმის შედეგად (შესანიშნავი საინჟინრო ინსტრუმენტი [15] => https://hw-server.com/terminal-terminal-emulation-…) სერიის ნახვისას მონაცემთა ლაპარაკი მოდულებიდან და მოდულებიდან, როდესაც RF დენის დონე იცვლება.

დორჯის დენის დონის ნაბიჯი = მე –4 ბაიტი RH ბოლოდან ($ 01, $ 02 და ა.შ.) პლუს შემდეგი CS ბაიტი (CheckSum $ AB, $ AC და ა.შ.) უბრალოდ უნდა შეიცვალოს. ნიმუში PICAXE კოდის წინადადებები ფრენის დროს დენის დონის შესაცვლელად არის შემდეგი:

დაელოდე 2

serout 4, T2400, ($ AF, $ AF, $ 00, $ 00, $ AF, $ 80, $ 01, $ 0C, $ 02, $ 00, $ 6C, $ 80, $ 12, $ 12, $ 09, $ 00, $ 07, $ 00, $ 00, $ 00, $ 00, $ 01, $ 01, $ AB, $ 0D, $ 0A)

serout 4, T2400, ($ AF, $ AF, $ 00, $ 00, $ AF, $ 80, $ 01, $ 0C, $ 02, $ 00, $ 6C, $ 80, $ 12, $ 12, $ 09, $ 00, $ 07, $ 00, $ 00, $ 00, $ 00, $ 02,, $ AC, $ 0D, $ 0A)

serout 4, T2400, ($ AF, $ AF, $ 00, $ 00, $ AF, $ 80, $ 01, $ 0C, $ 02, $ 00, $ 6C, $ 80, $ 12, $ 12, $ 09, $ 00, $ 07, $ 00, $ 00, $ 00, $ $, 03 $, $ AD, $ 0D, $ 0A)

serout 4, T2400, ($ AF, $ AF, $ 00, $ 00, $ AF, $ 80, $ 01, $ 0C, $ 02, $ 00, $ 6C, $ 80, $ 12, $ 12, $ 09, $ 00, $ 07, $ 00, $ 00, $ 00, $ 04, $ 04, $ AE, $ 0D, $ 0A)

serout 4, T2400, ($ AF, $ AF, $ 00, $ 00, $ AF, $ 80, $ 01, $ 0C, $ 02, $ 00, $ 6C, $ 80, $ 12, $ 09, $ $ 00, $ 07, $ 00, $ 00, $ 00, $ 00, $ 05, $ 05, $ AF, $ 0D, $ 0A)

serout 4, T2400, ($ AF, $ AF, $ 00, $ 00, $ AF, $ 80, $ 01, $ 0C, $ 02, $ 00, $ 6C, $ 80, $ 12, $ 12, $ 09, $ 00, $ 07, $ 00, $ 00, $ 00, $ 00, $ 06, $ 06, $ B0, $ 0D, $ 0A)

serout 4, T2400, ($ AF, $ AF, $ 00, $ 00, $ AF, $ 80, $ 01, $ 0C, $ 02, $ 00, $ 6C, $ 80, $ 12, $ 12, $ 09, $ 00, $ 07, $ 00, $ 00, $ 00, $ 00, $ 07, $ 07, $ B1, $ 0D, $ 0A)

დაელოდე 2

ნაბიჯი 10: შესრულების შეფასებები და შედეგები

PICAXE 28X2 ორიენტირებული HOPERF 434 MHz Semtech LoRa დაფუძნებული RFM98 მონაცემთა მოდულები გამოყენებულ იქნა ცდებში, რომლებიც ჩატარდა 750 მ ბმულზე ტიპიური გაერთიანებული სამეფოს ურბანულ გარემოში. გადამცემი ანტენა გაიზარდა ½ 2½ მ დაბალ ანძაზე, მიმღები მოკლე ბოძზე ~ 1½ მ - ორივე მიწისზედა. დადასტურებული 750 მ მკვრივი ურბანული გარემოს დიაპაზონი ბრიტანეთის 10mW TX (500kHz BW გამოყენებით და ამრიგად giving 22kbps), შემდეგ 10.4kHz BW (ან 455 bps) დაახლოებით 6 კმ შესაძლებელია განხორციელდეს ქვემვტ სიმძლავრით!

საველე ტესტების დადასტურება (პარამეტრებით SF7 და მხოლოდ BW 62.5 კჰც) გაკეთდა ველინგტონში (NZ) 3 x AA ბატარეით PICAXE-08M ძრავით Dorji DRF1278DM მოდულებით და მსგავსი ანტენით, მაგრამ Aus/NZ- ის "საღებავის ბუშტუკებში" უფრო მაღალი 25mW (14dBm)) TX სიმძლავრე. საგარეუბნო სიგნალის ბმულები, ალბათ, უფრო ღია გარემოს და ხის შენობების დახმარებით, თანმიმდევრულად გაკეთდა 3 - 10 კმ -ზე. (როგორც 6dB მოგება აორმაგებს LoS დიაპაზონს, შემდეგ 4dB დამატებით ენერგიას ~ x 1½. და შესაბამისად დიაპაზონები შეიძლება გაუმჯობესდეს ბრიტანეთის ნაგულისხმევზე> 1½ ჯერ).

ნაბიჯი 11: პურის დაფის განლაგება

პურის დაფის განლაგება (ადრე გამოყენებული იყო Dorji- ს "7020" GFSK მოდულებისთვის) შეესაბამება მარტივ გაცვლას LoRa მოწყობილობაზე. GFSK (Gaussian Freq. Shift Keying) მოდულაცია ადრე ითვლებოდა საუკეთესო 433 MHz მიდგომად, ამიტომ მომგებიანი იყო შედარება "7020" შეთავაზებების ახალ LoRa მოდულებთან.

ნაბიჯი 12: PICAXE სქემატური

ორივე RX & TX იყენებს თითქმის იდენტურ განლაგებას, თუმცა მათი კოდი გარკვეულწილად განსხვავდება. მიუხედავად იმისა, რომ ბუნებრივად მიმზიდველი და ადვილად მიღწეული PICAXE– ებით, ამ ეტაპზე მცდელობა არ განხორციელებულა ენერგიის დაზოგვის ძილის რეჟიმებში შესასვლელად. 3 xAA ბატარეიდან მიმდინარე ამოღება იყო m 15mA, გადაცემისას კი pulsing to m 50mA.

ნაბიჯი 13: PICAXE გადამცემი კოდი

ბუნებრივია, ეს კოდი შეიძლება ინტენსიურად გაიზარდოს და შეიცვალოს, შესაძლოა დაგვიანებით და პრეამბულებით. ამჟამად ეს არსებითად მხოლოდ spitting out წინასწარ 0-100 ნომერი. ვინაიდან სასამართლო პროცესი მხოლოდ საიმედო დიაპაზონის მოთხოვნების გადამოწმებას ითვალისწინებდა, არცერთი მცდელობა არ ყოფილა (არც გადამცემთან და არც მიმღებთან) ენერგიის დაზოგვის რეჟიმების გასააქტიურებლად.

ნაბიჯი 14: PICAXE მიმღების კოდი და ჩვენება

აქ არის დაკავშირებული PICAXE მიმღების კოდი, რიცხვითი მნიშვნელობებით ნაჩვენები რედაქტორის ჩამონტაჟებული "F8" ტერმინალის საშუალებით. უბრალო დათვლის სილამაზე იმაში მდგომარეობს, რომ თანმიმდევრობები შეიძლება სწრაფად ვიზუალურად იყოს დაკნინებული და დაკარგული ან ჭაობიანი მნიშვნელობები ადვილად შესამჩნევი.

ნაბიჯი 15: მოსახერხებელი LoRa ™ RF Tuneup შიდსი?

იმის გამო, რომ LoRa ™ მოდულის პარამეტრები შეიძლება იყოს ძნელი გასაგები და გადამოწმებული, სასიამოვნო აღმოჩნდა, რომ შესაძლებელი იყო იაფი (და შედარებით ფართოზოლოვანი) ASK 433 MHz მიმღების მოდულების გამოყენება, როგორც მარტივი დამხმარე საშუალებები.

NZ/Aus განყოფილება Jaycar გთავაზობთ ZW3102 მოდულს, რომელიც ადვილად შეიძლება დაარწმუნოს "მომაკვდავ მოვალეობებში", რათა მოერგოს ხმოვანი სიგნალის მონიტორინგს. როდესაც LoRa miss გადაცემებთან (<5 მეტრი) ახლოს, გამავალი სიგნალი ადვილად ისმის როგორც "ნაკაწრები", ხოლო მიმაგრებული LED სიკაშკაშე RSSI- ს (მიღებული სიგნალის სიმტკიცის ჩვენება).

დორჯის მიერ დამზადებული მსგავსი (და უფრო იაფი) მოდული მოცემულია Instructable [16] =>

ნაბიჯი 16: საველე ტესტები- ველინგტონი, ახალი ზელანდია

ეს პლაჟის დაყენება აჩვენებს ადრინდელ ტესტირებას დორჯის "7020" GFSK (Gaussian Frequency Shift Keying) მოდულებით. დიაპაზონი შემდეგ ასეთ პირობებში 1 კილომეტრს აღწევდა, ხოლო საუკეთესო შემთხვევაში 300 მილიონი ფუნტი სუსტი მცენარეული საფარით და ხის ჩარჩოებით შენობები. ჯვარედინი ნავსადგურის ბმულები მხოლოდ მაშინ იქნა ნაპოვნი, როდესაც გადამცემი საგრძნობლად იყო ამაღლებული დაახლოებით 100 მეტრის სიმაღლეზე არწივის ბუდის ხედის ადგილას, გორაკის უკანა მხარეს.

ამის საპირისპიროდ Dorji– ს LoRa მოდულებმა იგივე 25 მგვტ სიმძლავრის „დატბორა“გარეუბანი, ხელის მაღალი გადაადგილებით (4 2.4 მილიონი) საიმედოდ აღმოაჩინეს ~ 3 კმ ახლოს, 6 კმ სათავეში „ტკბილი ადგილები“და 10 კმ ზედაპირზე ნავსადგურის გასწვრივ. მიღება შეწყდა მხოლოდ კლდოვანი თავების უკან მდებარე ყურეებში (ჩანს ფონზე). LoRa პარამეტრები იყო, BW 62.5kHz, SR 7, CR 4/5 და 25mW (14dBm) TX ძალა ¼ ტალღის ყოვლისმომცველი ვერტიკალური ანტენისთვის.

ნაბიჯი 17: დიდი ბრიტანეთის LoRa წინააღმდეგ FSK - 40 კმ LoS (მხედველობის ხაზი) ტესტი

კარდიფზე დაფუძნებული სტიუარტ რობინსონის (რადიო ლორი GW7HPW) წყალობით, FSK (სიხშირის ცვლის გასაღები) LoRa ™ შედარების ტესტები ჩატარდა გაერთიანებული სამეფოს ბრისტოლის არხზე 40 კმ მანძილზე. იხილეთ სურათი.

რეგიონი საკმაოდ უსადენო ისტორიულია, რადგან 1897 წელს მარკონიმ ჩაატარა თავისი პირველი "გრძელი დისტანცია" (6 - 9 კმ ენერგიის მშიერი ნაპერწკალი გადამცემების გამოყენებით!) ახლომდებარე ტესტები [17] =>

სტიუარტის შედეგები თავისთავად მეტყველებს - LoRa ™ მონაცემთა ბმულები გასაოცრად იყო შესაძლებელი 2014 წელს იმ ძალის მცირე ნაწილში, რაც საჭირო იყო მისი ადრე კარგად პატივცემული Hope RFM22BFSK მოდულებისთვის!

PICAXE-40X2 კონტროლირებადი RFM22B ფაქტობრივად ჯერ კიდევ ორბიტაზეა 50 დოლარად, ხოლო სუსტი მიწის სიგნალები შესამჩნევია LEO- ში (დაბალი დედამიწის ორბიტაზე) 100 კილომეტრის სიმაღლეზე. (LoRa ules მოდულები არ იყო ხელმისაწვდომი 2013 წლის გაშვების დროს) [18] =>)

ნაბიჯი 18: სხვა რეგიონის ტესტები

წარმატებული ბმულები გაკეთდა 22 კმ LoS (მხედველობის ხაზი) ესპანეთში და რამდენიმე კმ ურბანულ უნგრეთში.

შეამოწმეთ Libelium- ის დაწინაურება, რომელიც აჩვენებს ტექნოლოგიის M 900MHz სარგებელს [19] =>

ნაბიჯი 19: LoRa მიმღები და ბმულები

გაერთიანებული სამეფოს HAB (მაღალი სიმაღლის ბურთით) ცდებმა მისცეს 2 გზა LoRa ™ დაფარვა 240 კმ -მდე. მონაცემთა სიჩქარის შემცირება 1000bps– დან 100 bps– მდე უნდა აძლევდეს დაფარვას რადიოჰორიზონტის ბოლომდე, რომელიც შესაძლოა იყოს 600 კმ – ით ამ ბუშტების ტიპიური 6000–8000 მ სიმაღლეზე. ბუშტების თვალყურის დევნება შესაძლებელია GPS– ის საშუალებით - შეამოწმეთ ვრცელი HAB & LoRa ™ დოკუმენტაცია [20] =>

შემუშავების პროცესშია LoRa მიმღები როგორც HAB, ასევე მომავალი LEO თანამგზავრული მუშაობისთვის - დეტალები.

შეჯამება: LoRa dis იქმნება როგორც დამანგრეველი ტექნოლოგია, განსაკუთრებით განვითარებადი და ძალიან გახმაურებული IoT (ნივთების ინტერნეტი) უკაბელო ქსელური პროგრამებისთვის. იყავით ინფორმირებული LoRa Alliance საიტის საშუალებით [21] =>

პასუხისმგებლობის შეზღუდვის განაცხადი და მადლიერება: ეს ანგარიში არსებითად გამიზნულია, როგორც ხელმძღვანელი/გამოძიება და შედგენა - რაც ჩანს - თამაშის შეცვლის UHF უკაბელო მონაცემთა ტექნოლოგიას. მიუხედავად იმისა, რომ მივესალმები უფასო ნიმუშებს (!), მე არანაირი კომერციული კავშირი არ მაქვს LoRa ™ შემქმნელებთან. მოგერიდებათ "დააკოპირეთ მარცხნივ" ეს მასალა - განსაკუთრებით საგანმანათლებლო მიზნებისთვის - მაგრამ საიტის კრედიტი ბუნებრივია დაფასებულია.

შენიშვნა: ზოგიერთი სურათი არის ვებ წყაროდან, რისთვისაც (თუ მითითებული არ არის) მადლობის კრედიტი ვრცელდება ამით.

სტენ. SWAN => [email protected] ველინგტონი, ახალი ზელანდია. (ZL2APS -1967 წლიდან).

ბმულები: (2015 წლის 15 მაისის მდგომარეობით)

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]

[7]

[8]

[9]

[10]

[11]

[12]

[13]

[14]

[15]

[16]

[17]

[18]

[19]

[20]

[21]