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分享 | 基于LoRa技術的物聯網解決方案

2019年05月10日     via CSDN

[導讀]在部署LoRa物聯網應用時,需要有較強的技術基礎,尤其是LoRaWAN協議,設計一個穩定可靠的產品系統,仍有一定的技術門檻。

LoRa作為低功耗廣域網(LPWAN)的一種長距離通信技術,近些年受到越來越多的關注。隨著物聯網從近距離到遠距離的發展,必將會產生一些新的行業應用和商務模式。思科(Cisco)、IBM、升特(Semtech)及微芯(Microchip)等LoRa聯盟成員正在積極推廣LoRa技術。ST已與Semtech達成合作,將會推出基于LoRa的參考設計,提供給LoRa開發者更多的產品和設計資源,以幫助開發者進行基于LoRa技術的物聯網設計開發

在部署LoRa物聯網應用時,需要有較強的技術基礎,尤其是LoRaWAN協議,設計一個穩定可靠的產品系統,仍有一定的技術門檻。為減少LoRa開發者的基礎工作的工作量,加速物聯網系統的設計和部署,本文推薦一個基于LoRa極速的物聯網平臺解決方案。

NPLink簡介

NPLink基于LoRaWAN廣域通訊、互聯網、大數據處理等多項技術,打造從感知層到應用層兩者之間完整的物聯網無線通訊解決方案,適用于廣域物聯網無線通訊平臺,具有可網管、遠距離、高容量、低功牦、低成本、抗干擾等特性。

物聯網平臺解決方案包括:通訊網絡服務器(Network Server)、通訊網關(Gateway)、智能塵埃(Mote)、開源的云端SDK開發包、開源的Mote端SDK開發包,以及配套的測試工具&協議分析軟件(Sniffer)。

解決方案平臺架構

解決方案系統架構為:云/應用服務器、LoRa網絡服務器、LoRa網關、LoRa節點等。如下圖所示:

網絡服務器(Network Server)

主要功能介紹:

LoRaWAN? MAC

GW網管及配置

EN配置及OTA

與應用服務器數據交互

基于源數據選擇最佳的下游路徑

RTCM高精度定位差分數據廣播( 選購)

調度下行流量

主要性能:

GWM接入數量:2000臺

EN接入數量:>100萬

網關(Gateway)

LoRa網關(Gateway),或者稱之為LoRa基站。

主要特點:

可同時接收同一信道流量

8個channel,每個channel可同時收發多個數據

易于擴展,增加網絡容量

可同時解調2MHz的帶寬

簡單的星形網絡、無延遲、無損失

自適應鏈路速率

同時通訊節點10萬指標

回傳接入方式:LAN*1個、3G/4G模塊1*個(可選)

發射功率:27dBm

鏈路靈敏度:-157dBm

距離:1.5KM

頻率支持:433/470/490/780/868/915MHz

電源:POE

尺寸:250(L)X230(W)X970(H) mm

工作溫度范圍:-40°C到+85°C

網關的部署方式:

節點(Node)

LoRaWAN? 模塊(LoRaWAN? Module)

主要特點:

LoRaWAN? Module 內置STM32L051C8T6 CPU

完整實現LoRaWAN? 1.0協議棧

板載STM32L051C8T6 CPU

支持LoRaWAN? Class A、Class B、Class C

使用TCXO

168db動態范圍 RSSI

9.9mA低RX電流,200nA寄存器保持

FSK, GFSK, MSK, GMSK, LoRaTMand OOK 調制

頻率范圍: 433/470/490/780/868/915MHz

輸出功率: +20dBm(100 mW)

電源:2.4~3.6V

靈敏度:-147dBm

距離:>1.8km

尺寸:27(L)X23(W)X2.5(H)mm

工作溫度范圍:-40~+85°C

模塊提供SDK開發包

測試節點(Test Node)

主要特點:

Test Node適用于網絡覆蓋質量評估

Test Node適用于網絡Sniffer

內置0.96寸OLED屏

紅色指示燈一個

按鍵一個

外接端口15pin(RS232 SPI I2C I/0)

外接USB接口和編程接口

串口支持MAVLINK協議透傳

串口支持AT指令集配置工作參數及IO口工作模式

頻率: 433/470/490/780/868/915MHz

輸出功率: +20dBm

電源: 5V / 200mA

靈敏度: -147dBm

距離: >1.5 km

尺寸: 49(L)X35(W)X12(H)mm

工作溫度范圍: -40~+85°C

開發設計

應用層快速開發

NPLink為應用開發者提供了云端及Mote端的開源SDK開發包,物聯網應用開發商基于這兩個SDK開發包,可快速完成物聯網應用開發工作,而無需關心網絡層所要解決的問題。

感知層快速開發

NPLink為感知件的開發提供了LWM模塊(LoRaWAN Module),核心MCU采用了意法半導體公司(ST)的基于ARM Cortex-M0+內核的超低功耗32位單片機,可以通I2C/SPI/GPIO/ADC/DAC等連接傳感器及控制器,結合NPlink提供的Mote端開源SDK開發包,即可快速實現具備NPLink物聯網通訊能力的產品。

NP-LINK Mote SDK

NPLINK-Mote-SDK 的整體代碼體系結構整體可分為3 層,分別為:

第1 層:硬件層,主要包括外設IO 的驅動、STM32L051 的驅動庫文件、以及通信芯片SX1276/79 的驅動。

第2 層:OSAL 及MAC 層,實現了OSAL 的管理及MAC 的核心代碼,LoRaMAC 以lib 的形式提供服務。

第3 層:應用層,包括了自帶的APP task 及用戶可自定義的業務邏輯task。

開源資源

SDK開發包通過開源的方式發布,當前發布的開源SDK包含以下(SDK不定時更新,敬請關注):

NPLink-Cloud-SDK 云服務端開發包

NPLink-Mote-Ambiq-SDK Mote端開發包

NPLink-Mote-STM32-SDK Mote端開發包

開發者從GitHub上下載SDK: https://github.com/NPLink

應用案例

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本文轉自:http://www.51hei.com/bbs/dpj-47713-1.html

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