我從事物聯網設計10餘年,對無線通訊技術的ASK、FSK、Zigbee、Z-Wave、NB-Iot、Lora及LoraWan等都有一些或多或少的接觸。
其中Lora無線通訊技術對我影響比較深刻,了解也相對比較透徹。
我在2016年接觸的Lora無線通訊技術,但是,在國内Lora還算是一個新的技術,使用的範圍不是很廣泛。随着政府的物聯網政策的支援, 2017,2018年物聯網發展的是相當火熱,國内同時也萌發了很多的物聯網企業。
公司名稱都喜歡包含 “物聯網xx科技”“xx物聯網科技”,
因為大家都想在這個新的領域分一杯羹,我當時也是有點小沖動,做了一款Lora子產品。
![](https://img.laitimes.com/img/__Qf2AjLwojIjJCLyojI0JCLicmbw5yMhR2NxI2YiZGZ1AjY3QGN2YjM4I2YhRWM2AjY2ETZw8CX0JXZ252bj91Ztl2Lc52YucWbp5GZzNmLn9Gbi1yZtl2Lc9CX6MHc0RHaiojIsJye.png)
我做了一個款當時市面上尺寸最小的Lora子產品。
見上,就是我們自研的Lora子產品的實物和結構尺寸圖。
當時的計劃是想做一款支援透傳 和AT之間可配置的通用型Lora無線子產品,硬體,軟體整個都開發完成了,但因為缺少銷售通道,就一直擱置到現在了。
最近我們計劃把這個當做一個項目給無際單片機程式設計的學員們學習lora開發用,課程已經在開始錄制了。
ok,下們我和大家聊聊關于Lora組網。
提起Lora無線通訊,我們不得不提“LoraWan”。LoraWan在2017年,2018年也是很火熱,在包括阿裡,騰訊,克拉科技(中興科技)等巨頭的推動下,LoraWan在這段時間發展很兇猛。
單好景不長,LoraWan的發展因為2017年12月的一份調查檔案而逐漸的停滞下來了。到目前也是不溫不火。
LoraWan是基于Lora無線通訊技術的一個網絡網系統,整體的技術專利全由美國Semtech企業壟斷。
LoraWan擁有比較完整的組網系統,而且有類似的子產品,使用非常友善,在這裡我和大家就不探讨了,有興趣的大家可以自行到網上找度娘。
Lora如何組網:
最常見的區域網路的組網方式是形狀組網。
星狀組網是由中心節點和 終端節點組成。如上圖,中間的黑色圈就是中心節點,外部的小圓圈屬于終端節點。
中心節點:就相當的一個網關,也是資料的進行中心。
終點節點: 就相當于探測器配件,遙控器,無線門磁,煙感,瓦斯探測器等
星裝組網組網:
第一步: 中心節點和 終端節點都要支援Lora通訊,而且通訊的參數必須一緻,包括頻率,資料速率、射頻因子等。
第二步: 操作中心節點(網關),讓其進入配對模式。 在觸發終端節點(無線遙控器,門磁…)發送Lora無線資料,網關收到無線通訊的資料,解析擷取終端節點的裝置位址,并存儲在中心節點的記憶體中。
第三步:第二步操作成功,表示終端節點的裝置位址已被中心節點儲存,再次觸發終端節點發送Lora無線資料,網關就可以識别,并解析終端資料。
配對學習需要注意:
1.學習配對期間,防止其他探測器的幹擾,不能多個終端裝置同時發送Lora信号
2.終端節點在每次的資料互動過程中,無線資料必須要包括裝置的節點位址。大家可以根據實際情況來定義,預設1個位元組,一個中心裝置最多支援255個終端裝置. 如果不能滿足,可以選擇2個位元組,最大支援65535個終端。
形狀組網的缺點:
1.一個終端節連續發送資料,會直接影響其他終端節點與中心節點的通信,可能導緻其他終端節點無法正常與中心節點進行通信。
2.因中心節點,同1時間點,隻能接收一個終端節點的資料,如果多個終端節點同時傳輸資料的時候,會導緻資料丢失
如果采用中心節點輪詢查詢的方式:
1.由于終端節點沒有主動發送資料的功能,必須要經過中心節點詢問後才能發送資料,是以,還沒有被輪詢到的終端節點即使有資料也不能立即發送。
2.若網絡中的終端節點越多,中心節點輪詢完一次終端節點所需要的時間越多,網絡延遲越大。
MESH組網:
除了星狀組網,還有還有一種比較熱門的組網方式:Mesh組網。其中藍牙MESH,Zigbee MesH 應用最常見。
MESH無線網絡中,裝置分為三類:Mesh網關,Mesh路由器,Mesh終端節點。
Mesh網關: 就和星狀組網的中心節點一樣,無線資料的接收進行中心。
Mesh路由器: 屬于終端節點的,其特點是外電供電,具有無線資料中繼功能。例如無線智能插座。
Mesh終端節點:資料終端節點,特點是電池供電,需要進入休眠狀态,無中繼功能。例如無線門磁。
Mesh組網的優點: 可以極大的延長無線資料的傳輸距離
Mesh組網的缺點: 算法負責,開發難度大,和對終端節點的安裝布局要求高,容易出現無線資料幹擾,碰撞。
關于星狀組網 和Mesh組網,在大多數情況下,我建議大家使用形狀組網,開發簡單,穩定性高。 在傳輸距離遠,探測器分布比較分散的情況下,建議大家使用Mesh組網。