【LoRa网关以及LoRa自组网】以“有人物联网”为例
- 0.参考资料
- 1. LoRa 自组网协议的理解
- 1.1【LoRa模块WH-L101-L-P-H10 】
- 1.2【LoRa网关设置】
- 1.3【节点、网关、服务器通讯】
- 1.4【一些注意事项】
- 1.5【专业名词】
- 2.【LoRa点对点通讯 】
LoRa网关可以实现多个LoRa节点的数据采集,Lora 组网大多数都是私有协议,本文以“有人”的LoRa组网方案为例,整理一些基本框架的理解。
0.参考资料
关于有人的LoRa网关产品,请参考:
USR-LG220 产品使用说明手册
USR-LG220 产品说明书
LoRa 模块产品,参考:
WH-L101-L-P-H10 硬件设计手册
1. LoRa 自组网协议的理解
1.1【LoRa模块WH-L101-L-P-H10 】
WH-L101-L-P-H10 上海稳恒电子科技有限公司
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
1.2【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。
1.3【节点、网关、服务器通讯】
- u 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
- u 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。
- u 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
1.4【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
1.5【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
2.【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