Semtech SX1302开发之 LoRaEdge 追踪器闸道器设计方案

电子技术   2023-04-25 16:15   302   0  

本方案为介绍一个如何使用Semtech SX1302 mPCIe V3参考设计从硬件、韧体到网路服务器来开发可供LoRa Edge™ 运作的LoRaWAN闸道器系统,在此方案中我们使用LoRa Edge™LR1110开发板来当作一追踪节点来演示了如何架构成为为一个低耗电的全球导航卫星系统(GNSS)和无源Wi-Fi AP MAC扫描方式之地理定位系统 (LR1110是一个含有超低功耗的集成LoRa®收发器)。


方案优势


一、LoRa Edge™ 架构将在地理定位系统中需要在本地端MCU做耗费时间的计算和计算所需要的功耗转移到具有拥有庞大的地理位置资料库的Semtech LoRa Cloud™上,这样一来我们就可以节省追踪器本地端渊来消耗最多的定位计算。这也就意味着可以实现非常低的能耗和快速的定位,因此追踪器将可以在相同的电池下比现有的产品多上更多的使用时间或可以使用更小的电池来将产品小型化。

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二、 使用LoRa改善传输技术改善通讯能力


对于追踪器的应用来看长距离通讯为一最基本也是最重要的要求! 在众多无线技术中我们先排除耗电高的行动电话通讯网路,除此之外现有的技术如 FSK(频率偏移调变)、Zigbee、Bluetooth或是Wifi 等传输模式来做为通讯方式。但这些通讯方式或多或少都有其先天的限制,下面为我约略做的整理比较表:

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依上表来看,如果我们要在此等追踪器应用中来使用上列技术的话会有点挑战性。所以我们以本方案来提出使用LoRa方式来解决如下问题

距离: LoRa 可提供高至-148 dB 的感度,可提供长距离及高穿透性的应用。


抗干扰: 使用展频技术可提杂讯抗干扰能力。


省电: 低至0.1uA之耗电可提供长时间不需更换电池使用。


方案特色说明


本方案向对有兴趣探索LoRa Edge™的开发人员和产品经理展示如何在Raspberry Pi上组装、配置和构建具有LoRaWAN功能的LoRa Edge 闸道机,并演示如何使用LR1110开发板来验证追踪系统的运作。


工作原理描述说明


本方案的结构是使用Semtech SX1302 Core Cell版本的建议设计,其架构为一具有USB通讯功能之mPCIe界面之闸道器模组,我们使用支援LoRa Edge 之ChirpStack映像档烧入Raspberry 来架构闸道机后经设定其环境后将设备连接到Semtech Network Server及 Join Server并将它们与提供位置和设备服务的LoRa Cloud 互相连系以提供扫描到的GNSS、Wifi AP资讯并从云端获取地理位置。


► 场景应用图

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► 产品实体图

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► 展示版照片

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► 方案方块图

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► Semtech SX1302 Module

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► LoRa Edge™ Tracker Evaluation Kit (For confirm Gateway Function)

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► 核心技术优势


LoRa Edge™ 架构将在地理定位系统中需要在本地端MCU做耗费时间的计算和计算所需要的功耗转移到具有拥有庞大的地理位置资料库的Semtech LoRa Cloud™上,这样一来我们就可以节省追踪器本地端渊来消耗最多的定位计算。这也就意味着可以实现非常低的能耗和快速的定位,因此追踪器将可以在相同的电池下比现有的产品多上更多的使用时间或可以使用更小的电池来将产品小型化。


► 方案规格


- Half-duplex mode i.e. can’t receive and transmit simultaneously - Simultaneously receive 8 LoRa® channels multi-data rates (SF5 ~ SF12 / 125 kHz) + 2 mono-data rate (LoRa® 250 / 500 kHz and FSK 50 kbps) - Maximum transmit output power (EU868/US915) = +27dBm - Maximum transmit output power (CN490) = +17dBm - Typical sensitivity level (US915): o -141 dBm at SF12 BW 125 kHz o -127 dBm at SF7 BW 125 kHz o -111 dBm at FSK 50 kbps

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