LoRa作為低功耗廣域網(wǎng)通信技術(shù),實現(xiàn)了物聯(lián)網(wǎng)遠距離和低功耗二者兼得的要求,使得越來越多的領(lǐng)域應(yīng)用到LoRa技術(shù)。而面對網(wǎng)內(nèi)眾多的節(jié)點組網(wǎng)要求,該如何快速簡便的實現(xiàn)組網(wǎng)?
我們先了解下什么是LoRa?
LoRa是一種基于擴頻技術(shù)的超遠距離無線傳輸方案,屬于物聯(lián)網(wǎng)通信技術(shù)之一,它的名字來源于“Long Range”的縮寫,從名字就能看出來,它的最大特點就是遠距離傳輸。
據(jù)查,擴頻通信技術(shù)是在1944年,由好萊塢26歲女影星Hedy Lamarr(號稱世界上最美麗的女人)發(fā)明的,靈感來源于音樂家喬治·安太爾同步演奏鋼琴的原理,這種跳頻技術(shù)可以有效地抗擊干擾和實現(xiàn)加密。
CDMA之母—Hedy Lamarr
擴頻調(diào)制的示意圖如所示,用戶數(shù)據(jù)的原始信號與擴展編碼位流進行XOR(異或)運算,生成發(fā)送信號流,這種調(diào)制帶來的影響是傳輸信號的帶寬有顯著增加(擴展了頻譜)。
擴頻調(diào)制方式示意圖
當(dāng)然擴頻技術(shù)也不是完美的,它至少有2個弊端:
擴展編碼調(diào)制生成更多片的數(shù)據(jù)流導(dǎo)致通信數(shù)據(jù)率下降;
較復(fù)雜的調(diào)制和解調(diào)機制。
2013年8月美國Semtech(升特)公司向業(yè)界發(fā)布了一種新型的基于1GHz以下的超長距離低功耗數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)的芯片,就是我們所說的LoRa芯片。
SX127X系列LoRa芯片如圖2模塊框圖可知,除擴頻調(diào)制方式外,模塊同時還支持其他多個標(biāo)準(zhǔn)的調(diào)制方式如FSK/GFSK,且可相互切換,結(jié)合起來既實現(xiàn)了遠距離調(diào)制能力又能使用標(biāo)準(zhǔn)的FSK或OOK調(diào)制技術(shù)。
LoRa一經(jīng)推出,就憑借它驚人的靈敏度(-148dBm)、強悍的抗干擾能力、出色的系統(tǒng)容量表現(xiàn),贏得了廣泛的關(guān)注。
SX127X原理框圖
而面對LoRa復(fù)雜的調(diào)制解調(diào)機制,很多工程師確實無從下手,為解決用戶調(diào)試底層LoRa協(xié)議棧的困擾,ZLG致遠電子研發(fā)設(shè)計了一款工業(yè)級LoRa組網(wǎng)透傳模塊——LM400T,協(xié)助用戶快速開發(fā)產(chǎn)品,搶占市場先機。
模塊內(nèi)部采用透明傳輸協(xié)議,仿佛在模塊間搭建起無形的傳輸線。用戶無需了解復(fù)雜的無線傳輸協(xié)議,即可快速實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)搭建,最大程度降低了工程安裝成本及施工的復(fù)雜度。
LoRa組網(wǎng)透傳模塊除了具備完善的入網(wǎng)、退網(wǎng)、信道劃分、節(jié)點管理和白名單等功能外,將組網(wǎng)過程簡化為一鍵操作,讓用戶配置網(wǎng)絡(luò)更加便捷。
模塊的自組網(wǎng)功能為一主多從的星形網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu),用戶首先將模塊設(shè)置為相應(yīng)的主機和從機模塊,并開啟自組網(wǎng)功能,而后用戶只需通過模塊JOIN管腳和DETECT管腳控制,便可實現(xiàn)網(wǎng)內(nèi)模塊快速組網(wǎng)。
模塊在自組網(wǎng)模式下,主機模塊會自動選擇周圍沒有被使用的物理信道和調(diào)制參數(shù)形成一個獨立的網(wǎng)絡(luò),并能自動分配一個唯一的本地網(wǎng)絡(luò)地址給從機模塊,從機模塊使用時在使能了自組網(wǎng)功能后就不需要進行任何的配置操作,從機模塊在加入網(wǎng)絡(luò)后就能跟主機進行通訊。一個主機模塊最多可連接200 個從機模塊。
主機模塊與從機模塊組網(wǎng)流程圖
而后可通過命令查詢方式追溯到主機網(wǎng)內(nèi)存儲的從機信息,方便管理與通訊,真正意義上擺脫LoRa網(wǎng)關(guān)協(xié)調(diào)器。
下圖是LoRa應(yīng)用整體解決方案,目前LoRa憑借遠距離、低功耗、抗干擾等優(yōu)點正在工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展中大展身手。
ZLG致遠電子LoRa組網(wǎng)透傳模塊不僅內(nèi)嵌自組網(wǎng)透明傳輸協(xié)議、抄表協(xié)議(水表、氣表、熱表),還針對LoRa聯(lián)盟集成了CLAA協(xié)議和LoRaWAN協(xié)議。用戶無需在協(xié)議上花費大量時間,即可直接開發(fā)應(yīng)用,大幅縮短研發(fā)周期。
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原文標(biāo)題:不用網(wǎng)關(guān)如何實現(xiàn)LoRa組網(wǎng)?
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