【IoT迷你赛】LoRa初探-守护小花

LoRa介绍

首先，LoRa是一种用于无线物联网络的通信技术，那这种技术和我们熟知的wifi、4g、蓝牙等技术有什么不同，它合适的市场场景是怎么样的呢？

LoRa、Wifi、蓝牙对比

1. WiFi：日常最常见的网络技术之一，主要工作频段在2.4G以及5G。主要特点：高速率（一般可达100Mbps）、覆盖范围中等（有障碍物信号会有衰减）、高能耗（相对其他物联网技术）。
2. 3G/4G：移动通信网络主要使用的技术，工作带宽在1.4MHz到20MHz不等。基特点是高速率、广覆盖（最多可达100公里）、支持高移动性。
3. 蓝牙：使用主--从模式，工作在2.5GHz频段，视工作模式，覆盖范围在10厘米到100米不等。主要特点是小覆盖、小网络（最多7个从设备）、低速率（1-3Mbps）、相对节能（可以持续数天）。最新的低能耗蓝牙(BLUETOOTH-LE）速率更低，可以依靠电池使用数月。
4. 802.15.4/ZigBee：专门针对物联网、传感器网络设计的一种通信技术，主要特点是低速率（最大0.25Mbps）、低能耗（可以依靠电池使用数月甚至数年）、覆盖范围中等

我们可以从下面的雷达图直观地看出来区别

对比雷达图

而RoLa和以上技术的适用场景都不太一样，其主要特点是

• 大范围覆盖（5--10公里，组城市网这个范围正好合适）
• 抗干扰能力强（非常时候厕所等障碍物较多的场景）
• 低能耗
• 双向通信
• 高网络容量，支持密集节点

从其特点可以看出，RoLa非常适合智能楼宇、智能城市等场景，在智能水务、智能停车等方面已经有相对成熟应用

网络组成

LoRa网络主要由终端（可内置LoRa模块）、网关（或称基站）、Server和云四部分组成。应用数据可双向传输。

网络组成

LoRa协议栈

• 最底层的灰色部分，表示LoRa所工作的频段。LoRa使用了无需授权的ISM频段，在欧洲为868MHz或者433MHz，在美国为915MHz，亚洲为430MHz；
• 上面的橙色部分，是LoRa物理层。LoRa物理层属于Semtech公司的私有技术并申请了专利，使用CSS（Chirp Spread Spectrum）调制方式。目前只有Semtech提供相关通信模块；
• 蓝色部分为LoRaWAN链路层协议，由LoRa Alliance联盟制定，是公开标准。主要规定了网络的组织方式、终端工作模式以及链路访问模式等等。
• 最上面的绿色部分就是用户的应用。

这里特别要注意的是LoRa物理层协议以及LoRaWAN的区别：LoRa物理层是私有协议，是基础；LoRaWAN是LoRa联盟基于LoRa物理层制定的链路层协议，是公开标准。

从前面介绍可以看出，LoRa开发涉及协议、终端、网关、云端服务等领域，还是有比较高的开发门槛的，不过好消息是，腾讯云已经几乎全都封装好了！下面我们用一个演示例子快速了解一下吧～

P-NUCLEO-LRWAN3初探

腾讯云配置

1. 登录https://console.cloud.tencent.com/iotexplorer
2. 新建项目 - 新建产品

在“自定义功能”里面“新建功能”

设置LoRaWAN参数

在设备开发页面中，按需调整 LoRaWAN 参数配置。本示例中使用默认的 OTAA 配置。

设置数据解释脚本

这里支持js语法，一般LoRa传输容量有限，所以不要直接传json，这里需要做下处理

下方的模拟调试很好用哦！

创建设备

第三部交互开发先不用修改，直接到第四步

填写信息可以从节点背面找到

好，下面配置网关部分

网关配置

相关信息可以在网关背面找到～

这里配置已经完成啦～下面开始编写示例程序

下载源码

TencentOS tiny官方开源仓下载源码，地址为：https://github.com/Tencent/TencentOS-tiny

进入 <TencentOS-tiny\board\NUCLEO_STM32L073RZ\KEIL\lorawan> 目录，打开TencentOS_tiny.uvprojx工程

修改代码

首先修改 \examples\LoRaWAN\lora_demo.c

tos_lora_module_join_otaa("*******", "************");

这里填入节点相应的 DevEUI 和 AppKEY，可从LoRa节点开发板背面获取。

然后是 \devices\rhf76_lora\RHF76.h，这里80-87是信道

#define RHF76_ATCMD_SET_CHANNEL                 "at+ch=num,80-87\r\n"

就是这么简单，示例代码已经可以跑起来了，马上编译下载吧

完成后节点会重新启动，我们直接通过串口工具观察日志

当看到串口打印如下日志，即说明 LoRa 节点已经通过网关成功入网。

--->+JOIN: Network joined
--->+JOIN: NetID 000000 DevAddr **:**:**:**

在线调试

完成接入后，我们可以在腾讯云上进行设备调试

这里不得不赞一下腾讯云团队，在线调试功能非常方便，虚拟设备调试也非常好用

可以看到，适用腾讯云物联网开发平台可以快速开发RoLa项目～

希望其他同学可以和我一起交流～