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讓LoRa來(lái)得更猛烈些吧--B-L072Z-LRWAN1評(píng)測(cè)
- [導(dǎo)讀]
- LoRa和NB-IoT是當(dāng)前物聯(lián)網(wǎng)的兩大熱門(mén)話題。從技術(shù)、應(yīng)用、費(fèi)用及現(xiàn)有的解決方案等方面綜合考慮，二者各有千秋。不過(guò)芯片廠商卻是忙壞了，忙著推出各自的技術(shù)產(chǎn)品，ST就是如此，一口氣推出五款基于LoRa技術(shù)的評(píng)估板，包括b-l072z-lrwan1、I-CUBE-LRWAN1、I-NUCLEO-LRWAN1、P-NUCLEO-LRWAN1及I-NUCLEO-SX1272D，看來(lái)準(zhǔn)備打造一個(gè)LoRa帝國(guó)。
如果使用CN13、電池倉(cāng)或CN11來(lái)供電的話，需要移除SB37焊橋，這樣就不會(huì)再對(duì)ST-LINK供電。部分供電原理圖參考如下
如果需要測(cè)量器件功耗，可以通過(guò)開(kāi)發(fā)板上預(yù)留的JP1，JP2及JP3來(lái)測(cè)量IDD，B-L072Z-LRWAN1將IDD細(xì)分為IDD VDD_RF_LRA，IDD VDD_USB_LRA及 IDD VDD_MCU_LRA，參考原理圖如下
開(kāi)發(fā)板預(yù)設(shè)是直接連接，因此如果想要檢測(cè)IDD，需要移除相應(yīng)的SB焊橋，添加JP1到JP3的相應(yīng)排針以方便測(cè)量。
B-L072Z-LRWAN1可以使用兩種形式的天線與RF組件進(jìn)行連接，默認(rèn)是使用SMA天線，通過(guò)一個(gè)0歐的電阻將信號(hào)與CN10連接。另外也可以自行添加U.FL天線，只需要通過(guò)CN13將RF信號(hào)重定向到U.FL即可，參考下圖。
其它的功能就不介紹了，例如開(kāi)發(fā)板上有幾個(gè)LED，ST-LINK的主要功能，想必ST的老用戶(hù)已是耳熟能詳，新用戶(hù)更關(guān)心的是怎么點(diǎn)個(gè)燈。
先上個(gè)電，看看什么情況。
使用Micro USB連接開(kāi)發(fā)板和電腦，看到各種LED燈開(kāi)始閃爍。默認(rèn)固件為PingPong演示模式，需要兩個(gè)結(jié)點(diǎn)，一個(gè)結(jié)點(diǎn)發(fā)送PING，同時(shí)響應(yīng)PONG信息，如此循環(huán)。要查看具體的通信情況，需要使用終端軟件來(lái)顯示串口輸出信息，串口默認(rèn)參數(shù)為：115200/8/N/1。下面是串口輸出信息
可以看到，沒(méi)有實(shí)質(zhì)性的輸出內(nèi)容，都是一些回調(diào)函數(shù)的提示輸出。
LoRa的目標(biāo)是組網(wǎng)，單個(gè)LoRa結(jié)點(diǎn)是發(fā)揮不了功用的!看來(lái)得給個(gè) B-L072Z-LRWAN1配個(gè)小伙伴，高山流水，知音何在。
一個(gè)完整的LoRa網(wǎng)絡(luò)包括結(jié)點(diǎn)(Mote)，網(wǎng)關(guān)及Internet，如上圖所示，LoRa結(jié)點(diǎn)負(fù)責(zé)RF信息交換(包括采集的外設(shè)信息)，這些信息通過(guò)網(wǎng)關(guān)收集并處理，提交給更高層的應(yīng)用。
簡(jiǎn)單的LoRa應(yīng)用只需要兩個(gè)結(jié)點(diǎn)就可以了，互相交換信息，由MCU負(fù)責(zé)處理信息。
ST專(zhuān)門(mén)為L(zhǎng)oRa系列開(kāi)發(fā)板推出了 I-CUBE-LRWAN軟件包，包括軟件庫(kù)，程序示例等。 I-CUBE-LRWAN軟件包支持ST官方的全系列LoRa開(kāi)發(fā)板，用戶(hù)可以使用軟件包內(nèi)提供的示例代碼快速了解及學(xué)習(xí)LoRa相關(guān)知識(shí)。LoRa相關(guān)的代碼庫(kù)文件均來(lái)自Semtech公司，結(jié)合示例代碼及庫(kù)文件，可以深入了解LoRaWAN及底層的通信技術(shù)并快速融入到LoRa技術(shù)領(lǐng)域，另外在構(gòu)建基于LoRa的應(yīng)用時(shí)，這些示例代碼也極具參考價(jià)值。
I-CUBE-LRWAN軟件包的基本結(jié)構(gòu)如下
I-CUBE-LRWAN軟件包由BSP驅(qū)動(dòng)、LoRa中間件及應(yīng)用程序等幾部分組成，其中LoRa中間件則包括狀態(tài)機(jī)、加密、MAC層及射頻幾個(gè)部分，對(duì)于一般的應(yīng)用來(lái)說(shuō)，用戶(hù)只需要熟悉BSP等高層API即可，如果想要了解LoRa底層機(jī)制，則可以通過(guò)MAC層等代碼來(lái)進(jìn)一步熟悉LoRa內(nèi)部的工作原理。
一個(gè)典型的LoRa應(yīng)用程序架構(gòu)如下
值得注意的是，大部分應(yīng)用都依賴(lài)RTC片上設(shè)備，RTC為應(yīng)用程序提供了一個(gè)中心時(shí)基單元，當(dāng)應(yīng)用程序工作在低功耗模式(如停機(jī)模式)，可以通過(guò)RTC的鬧鐘來(lái)實(shí)現(xiàn)設(shè)備喚醒。
LoRa硬件通過(guò)SPI接口與MCU通信，這些API均來(lái)自Semtech，為了更好的和ST的HAL庫(kù)結(jié)合，ST對(duì)部分API做了調(diào)整。
簡(jiǎn)單的理論介紹之后，接下來(lái)我們開(kāi)始體驗(yàn)LoRa的實(shí)際通信。這次給B-L072Z-LRWAN1找來(lái)的小伙伴是LoRa Hat，來(lái)自Dragino公司的一款低價(jià)LoRa產(chǎn)品，使用的LoRa模塊為RF96，內(nèi)部使用的也是Semtech的SX1276。關(guān)于LoRa Hat的詳細(xì)介紹，請(qǐng)參考本站的評(píng)測(cè)《完整的LoRa體驗(yàn)，有這一套就夠了!——LoRa IoT Kit體驗(yàn)》一文。鏈接：http://m.dunminwenhua.com/evm/evaluate/MCU/201705/722184.htm。
為了更好的模擬實(shí)際應(yīng)用，還準(zhǔn)備了一個(gè)DHT11傳感器，采集溫度信息并通過(guò)LoRa來(lái)進(jìn)行傳輸，實(shí)驗(yàn)的實(shí)物圖如下
左邊為L(zhǎng)oRa Hat，連接了一個(gè)DHT11傳感器用于采集信息，右邊是B-L072Z-LRWAN1。B-L072Z-LRWAN1接收來(lái)自LoRa Hat的信息，通過(guò)串口顯示接收到的信息。
一般來(lái)說(shuō)，最佳的體驗(yàn)方式是都使用來(lái)自ST的LoRa評(píng)估板進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，這樣的話，軟件兼容性方面就沒(méi)有障礙了，只是手頭沒(méi)有另外的ST LoRA開(kāi)發(fā)板了，只好另外拉一個(gè)來(lái)充數(shù)。
I-CUBE-LRWAN軟件包里包含了幾個(gè)示例代碼，不過(guò)是針對(duì)ST本身的產(chǎn)品，現(xiàn)在要使用另外一個(gè)廠商的LoRa產(chǎn)品來(lái)完成通信，需要對(duì)軟件代碼進(jìn)行適當(dāng)?shù)男薷模热缤ㄐ蓬l帶、CodeRate等參數(shù)，另外還有Preamble的實(shí)際長(zhǎng)度等信息，要保證在兩個(gè)結(jié)點(diǎn)上這些參數(shù)一致才能進(jìn)行正確的通信。先打開(kāi) I-CUBE-LRWAN軟件包中的PingPong示例工程，對(duì)它進(jìn)行適當(dāng)?shù)男薷摹?!--翻頁(yè)-->
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