تقديم LoRa ™!: 19 خطوة

2024 مؤلف: John Day | [email protected]. آخر تعديل: 2024-01-30 07:39

LoRa ™ = القياس عن بعد للبيانات اللاسلكية طويلة المدى وتتعلق بنهج تعديل بيانات الطيف المنتشر اللاسلكي ثنائي الاتجاه VHF / UHF الذي تم تطويره مؤخرًا وعلامة تجارية (™) بواسطة Semtech - شركة إلكترونيات متعددة الجنسيات في الولايات المتحدة (1960). راجع [1] =>

تم تطوير التكنولوجيا وراء LoRa ™ بواسطة Cycleo ، وهي شركة فرنسية استحوذت عليها Semtech في عام 2012. LoRa ™ هي ملكية خاصة ، ولكن يبدو أنها تستخدم نوعًا من تعديل التردد الكاسح FM "الأبسط" لـ CSS (Chirp Spread Spectrum) بدلاً من تعديل التردد الكاسح. DSSS (تسلسل مباشر SS) أو FHSS (قفز التردد SS).

يشير موقع Semtech على الويب إلى أن "تقنية LoRa ™ توفر ميزة ميزانية ارتباط تبلغ 20 ديسيبل مقارنة بالحلول الحالية ، والتي تعمل بشكل كبير على توسيع نطاق أي تطبيق مع توفير أقل استهلاك حالي لزيادة عمر البطارية إلى أقصى حد".

النطاقات المطالب بها هي عادةً x10 من أنظمة البيانات اللاسلكية UHF العادية. نعم - مقارنة بإعدادات البيانات العادية ذات النطاق الضيق ، تعطي LoRa ™ 100 مترًا بدلاً من 10 ثوانٍ ، عدة 1000 متر بدلاً من مجرد 100 ثانية. السحر!

LoRa ™ معقدة نوعًا ما ، لأنها تستخدم مصطلحات وتتطلب إعدادات من المحتمل أن تكون غير مألوفة للعديد من المستخدمين "العاديين". ولكن بكل سرور ، تم العثور على إمكانية التحقق من المطالبات باستخدام إعدادات بسيطة - هنا باستخدام وحدات ميكرو PICAXE المقترنة من المملكة المتحدة والتي تبلغ قيمتها 3 دولارات أمريكية كوحدات تحكم. تعد PICAXEs مثالية تقريبًا لمثل هذه التجارب حيث تمت برمجتها في المستوى الأساسي المفسر عالي المستوى وأي تكاليف إضافية لسرعة التنفيذ تكون عرضية لبيانات ™ s-l-o-w LORA! راجع [2] => www.picaxe.com

الخطوة 1: SX127x من Semtech

في العقود الأخيرة ، وبمساعدة معالجة أجهزة الكمبيوتر الرخيصة ، تم تطوير أوضاع رقمية ذكية متنوعة (خاصةً عن طريق الراديو اللاسلكي) للعمل بتردد منخفض HF (3-30 ميجاهرتز) حيث يكون النطاق الترددي ثمينًا. (عادةً ما يكون تعديل طيف الانتشار الجائع لعرض النطاق الترددي غير قانوني على هذه الترددات المنخفضة). يمكن لبعض الأوضاع أن تمتد عبر المحيطات بطاقة منخفضة (بضع واط) ولكنها بطيئة وتحتاج إلى برامج كمبيوتر متطورة للترميز / فك التشفير ، جنبًا إلى جنب مع اتصالات حساسة للغاية. مستقبلات وهوائي كبير. راجع [3] =>

ومع ذلك ، فإن الدوائر المتكاملة ذات الترددات العالية VHF / UHF SX127x LoRa ™ RF من Semtech تحتوي على كل شيء تقريبًا داخل مسمار ذكي بحجم الإبهام ~ 4 دولارات أمريكية!

* التحديث المبكر لعام 2019: قامت Semtech مؤخرًا بترقية سلسلة SX127x ، مع الوحدات الجديدة المستندة إلى SX126x والتي تبدو جديرة بالاهتمام. الرجوع إلى مزيد من التعليقات في Instructable end.

تقوم Semtech بإجراء العديد من اختلافات RF IC ، حيث يكون تردد SX1278 منخفضًا مائلًا ليناسب مستخدمي نطاق ISM 433 ميجاهرتز. ارتفاع التكرار. تستدعي عروض 800-900 ميجاهرتز مزيدًا من العمل الاحترافي ، على الرغم من أن هذه الترددات التي تقترب من 1 جيجاهرتز قد تكون مشكلة انخفاض الترددات الراديوية وامتصاص مسار الإشارة. ومع ذلك ، فإن ترددات الجيجاهرتز الفرعية لها ضوضاء أقل ، وقدرة إرسال أعلى من الناحية القانونية وهوائي أكثر إحكاما بالكسب الذي قد يعوض ذلك.

بالإضافة إلى تعديل LoRa ™ (كما هو موضح في الصورة) ، يمكن لوحدات جهاز الإرسال والاستقبال SX127x أيضًا إنتاج إشارات FSK و GFSK و MSK و GMSK و ASK / OOK وحتى إشارات FM (شفرة مورس!) لتناسب الأنظمة القديمة. راجع أوراق بيانات Semtech (131 صفحة!) [4] => www.semtech.com/images/datasheet/sx1276.pdf

ملاحظة: HOPERF ، شركة بيانات لاسلكية صينية عريقة ، تقدم وحدات LoRa ™ مع "7 أ جانب" RF96 / 97/98 IC الذي يبدو أقرب إلى SX127x من Semtech. من غير المعروف ما إذا كانت هذه مجرد مصدر آسيوي LoRa ™ ثاني …

الخطوة 2: LoRa ™ تنشر فوائد الطيف

أنظمة SS (Spread Spectrum) ليست جديدة ، لكن تطورها يعني أنها كانت مكلفة للغاية للعديد من المستخدمين حتى تطورت الأساليب الإلكترونية الدقيقة الحديثة. نظرًا لأن تقنيات SS تقدم حصانة تداخلة وتلاشيًا كبيرة ، وأمنًا وعمليات نقل "غير قابلة للكشف" ، فقد أصبحت لفترة طويلة مجالًا للجيش - حتى في فترة ما قبل الحرب العالمية الثانية. شاهد أعمال الأربعينيات المذهلة للممثلة هيدي لامار! [5] =>

من المحتمل أن يكون تعديل Chirp SS الخاص بـ LoRa ™ ، بالإضافة إلى التمتع بفوائد SS الأخرى ، قد يوفر أيضًا مناعة تأثير دوبلر "تردد التحول" - ربما يكون مهمًا في تطبيقات الراديو الساتلية ذات المدار الأرضي المنخفض (LEO) سريعة الحركة. راجع [6] =>

ولكن - في أي مكان على وجه الأرض - ينشأ معظم الاهتمام من المطالبات التي قدمتها Semtech (والترويج للعديد من الشركات الأخرى في 2014-2015 - بما في ذلك IBM و MicroChip!) ، فإن أجهزة LoRa ™ ذات الطيف المنتشر UHF المنخفض تعزز النطاقات بترتيب من الحجم على الأقل (x 10) على وحدات البيانات التقليدية NBFM (Narrow Band FM) في ظل ظروف وإعدادات مماثلة.

يبدو أن الكثير من هذا النطاق المذهل يأتي من قدرة LoRa على العمل أقل من مستوى الضوضاء. قد يتعلق أساس ذلك بكون الضوضاء عشوائية (وبالتالي الإلغاء الذاتي على مدى فترة ما) ، في حين يتم ترتيب الإشارة (مع عينات متعددة وبالتالي "بناءها"). راجع المفهوم في صورة الأمواج المرفقة!

على الرغم من أن أجهزة الإرسال ذات المستوى المنخفض جدًا من "رائحة الإلكترون الزيتي" ميغاواط قد تكون ممكنة (وقد يكون للإعدادات التي تعمل بالبطارية عمر تخزيني قريب ربما لسنوات) ، إلا أن الجانب السلبي لشركة LoRa ™ هو أن روابط الإشارات الضعيفة طويلة المدى قد تكون مرتبطة بمعدلات بيانات منخفضة جدًا (<1 كيلوبت في الثانية). قد يكون هذا عرضيًا لرصد IoT (إنترنت الأشياء) في التطبيقات التي تتضمن درجات الحرارة وقراءة العدادات والحالة والأمان وما إلى ذلك.

الخطوة 3: SIGFOX - منافس إنترنت الأشياء القائم على الشبكة؟

ربما يكون أقرب منافس إنترنت الأشياء بعيد المدى LPWA (منطقة منخفضة الطاقة الواسعة) لشركة LoRa ™ هو الشركة الفرنسية SIGFOX [7] =>

على عكس LoRa ™ المملوكة لشركة Semtech ، فإن أجهزة SigFox مفتوحة المصدر بشكل ممتع ، لكنها تتطلب شبكة ربط متخصصة. ومن ثم تصبح عديمة الفائدة ، مثلها مثل الهواتف المحمولة ، عندما تكون خارج تغطية شبكة SigFox - وهو عامل مؤثر بشكل خاص في المناطق النائية (أو للعديد من البلدان التي لم تخدم بعد!). قد تصبح رسوم الخدمة المستمرة أو التقدم التقني المتزايد مشكلة أيضًا - تخطر ببال شركة Metricom في أواخر التسعينيات خدمة الإنترنت اللاسلكية "Ricochet" المشؤومة 900 ميجاهرتز [8] => https://en.wikipedia.org/wiki/Ricochet_٪ 28 الإنترنت …

تختلف أجهزة SigFox عن LoRa ™ في استخدام "قنوات" راديو UNB (النطاق الضيق للغاية) 100 هرتز ، مع تعديل BPSK (مفتاح تحول الطور الثنائي) بمعدل 100 بت في الثانية. أجهزة الإرسال مماثلة للبطارية 10-25 ميغاواط ، ولكن في الترخيص المجاني نطاقات 868-902 ميغاهيرتز. تحتوي المحطات القاعدية الموجودة على السطح ، والتي تتصل بالإنترنت عبر الألياف وما إلى ذلك ، على أجهزة استقبال فائقة الحساسية تبلغ 142 ديسيبل. قد ينتج عن نطاقات تبلغ 10 كيلومترات (وبالتالي تشبه LoRa ™) - تم الإبلاغ عن روابط البيانات من الطائرات عالية التحليق والسفن البحرية عند قرب محطات SigFox الأساسية.

ولكن يُسمح فقط برسائل 12 بايت ، تقتصر على 6 رسائل في الساعة. تصل المعلومات في بضع ثوانٍ ، لكن شبكة SigFox لا يمكنها دعم الاتصالات في الوقت الفعلي مثل تصاريح بطاقة الائتمان ، والنظام يناسب "مقتطفات" البيانات التي يتم إرسالها عدة مرات في اليوم. عادة قد تشمل هذه قراءة عداد المرافق عن بعد ، ومراقبة التدفق والمستوى ، وتتبع الأصول ، وتنبيهات الطوارئ أو أماكن وقوف السيارات - وهذا الأخير أصل حقيقي!

شبكات SigFox بسيطة للغاية ويمكن نشرها بجزء بسيط من تكلفة النظام الخلوي التقليدي. إسبانيا وفرنسا مغطاة بالفعل بحوالي 1000 محطة قاعدية (مقابل 15000 للخدمة الخلوية القياسية) ، وستتبعها قريبًا بلجيكا وألمانيا وهولندا والمملكة المتحدة (عبر Arqiva) وروسيا. كما تجري المحاكمات في سان فرانسيسكو ،

ومع ذلك ، لا تقوم Sigfox ببناء هذه الشبكات بشكل مباشر ، ولكنها تتعاقد مع الشركات المحلية للتعامل مع النشر البسيط نسبيًا لمحطات القاعدة والهوائيات الموجودة على السطح.. يمكن أن يكون النشر سريعًا وفعالًا من حيث التكلفة - فقد أنفق شريك النشر في إسبانيا 5 ملايين دولار لنشر شبكة في جميع أنحاء البلاد في غضون 7 أشهر فقط. ثم يقوم هؤلاء الشركاء المحليون بإعادة بيع خدمات إنترنت الأشياء ، مقابل رسوم للمستخدم النهائي تبلغ حوالي 8 دولارات أمريكية سنويًا لكل جهاز.

لقد كان تطبيق نهج SigFox دراماتيكيًا ، حيث تم جمع حملة تمويل في أوائل عام 2015> 100 مليون دولار أمريكي. يشير المنافسون اللاسلكيون TI / CC (Texas Instruments / ChipCon) ، الذين انضموا مؤخرًا إلى SigFox ، في الواقع إلى أن Lora ™ قد تكون بها نقاط ضعف - راجع [9] => https://e2e.ti.com/support/wireless_connectivity/f …

كان من الصعب تحديد موقع تحقيقات SigFox ، ولكن راجع رؤى المستوى "Instructable" [10] =>

يمكن أن يتعايش كلا النهجين في النهاية ، تمامًا مثل أجهزة الراديو ثنائية الاتجاه (= LoRa ™) والهواتف المحمولة (= SigFox) لاتصالات مستوى الصوت. في الوقت الحاضر (مايو 2015) LoRa ™ هي بالتأكيد طريقة لاستكشاف إمكانيات إنترنت الأشياء بعيدة المدى - اقرأ!

الخطوة 4: وحدات ™ LoRa الصينية -1

على الرغم من اختراع الاتحاد الأوروبي ، إلا أن محركات SX127x LoRa ™ من Semtech قد تم تناولها بشغف شديد من قبل الشركات المصنعة الصينية. لا شك في أن قدرة LoRa على اختراق المباني المعوقة في المدن الآسيوية المزدحمة كانت جذابة.

كان المصنعون في مدينة شينزين الإلكترونية الضخمة في الصين (بالقرب من هونغ كونغ) متحمسين بشكل خاص ، مع عروض ملحوظة من "صانعي" مثل دورجي ، أبكون ، أوليك ، ريون / رون ، HopeRF ، VoRice ، HK CCD ، Shenzhen Taida ، SF ، NiceRF و YHTech و GBan. على الرغم من اختلاف واجهات التوصيل الخاصة بهم إلى حد ما ، إلا أن الوحدات النمطية المكونة من 2 رقاقة "خاضعة للإشراف الجزئي" من دورجي ، و Appcon ، و VoRice ، و NiceRFseem تقريبًا مصممة هندسيًا.

ومن ثم يوصى باستخدام Googling على نطاق واسع لمن بعد الشراء بالجملة ، والعينات ، والشحن المجاني ، والرؤى التقنية الأكثر وضوحًا ، والوصول الأفضل إلى ميزات / دبابيس SX127x ، والتحكم الأسهل ، والوزن الأخف ، والتعبئة القوية (نمط YTech'sE32-TTL-100) إلخ. تصفح أمثال EBay أو Alibaba أو Aliexpress [11] =>

الخطوة 5: وحدات ™ LoRa الصينية - 2

انتبه إلى أن وحدات الرقاقة المفردة الأرخص (أقل من 10 دولارات أمريكية) تتحكم في SX1278 عبر SPI المرتبط على مدار الساعة (الواجهة الطرفية التسلسلية). على الرغم من أنها أكبر وأكثر تكلفة (حوالي 20 دولارًا أمريكيًا) ، فإن وحدتي LoRa ™ ذات الرقائق تستخدمان وحدة MCU (وحدة تحكم دقيقة) على اللوحة الثانية للوصلة SX1278 ، وعادة ما يكون تكوينها والعمل معها أسهل بكثير. يقدم معظمهم معالجة بيانات شفافة بمعايير الصناعة الودية TTL (Transistor Transistor Logic) عبر دبابيس RXD و TXD بسيطة. عادةً ما يتم تركيب مصابيح LED صغيرة باللونين الأحمر والأزرق على متن وحدات TTL - وهي سهلة الاستخدام لرؤى TX / RX.

ملاحظة: قد تستخدم عروض 8 دبابيس تباعدًا بمقدار 2 مم بدلاً من 2.54 مم (1/10 بوصة) ، مما قد يحد من تقييم اللوح بدون لحام.

على الرغم من أن تضاعف السعر القريب لأجهزة TTL LoRa ™ قد يكون أمرًا شاقًا ، إلا أنه يمكن لصقل الجلد التفكير في الألواح الأرخص (للشراء والشحن) بدون مقبس SMA ومطابقة هوائي "المطاط الحبيب". لن يكون الأمر احترافيًا بالطبع ، ولكن يمكن صنع سوط بسيط بموجة ¼ (حوالي 165 ملم) من الأسلاك الخردة. قد يؤدي هذا أيضًا إلى أداء هوائي "المطاط الحبيب" - خاصةً إذا كان مرتفعًا!

بشكل عام (ومن المحتمل أن تتأثر سريعًا بالعروض العديدة المتزايدة) ، في وقت كتابة هذا التقرير (منتصف أبريل 2015) يبدو أن Dorji's433 MHz DRF1278DM هو أسهل طريقة للبدء مع LoRa ™. ومع ذلك ، قد يكون وصول pinout المحدود لهذه الوحدة ، والتعديل على مستوى HEX والحاجة إلى جهد إمداد أعلى (3.4 -5.5V) قيودًا.

الخطوة 6: Dorji DRF1278DM

تبيع الشركة الصينية Shenzhen Dorji وحدات DRF1278DM ذات الأوامر الصغيرة مقابل حوالي 20 دولارًا أمريكيًا لكل منها من Tindie [12] =>

تتباعد الدبابيس السبعة عن اللوح المعتاد اللطيف 2.54 مم (= 1 / 10th بوصة). هناك حاجة إلى إمداد يتراوح بين 3.4 - 5.5 فولت. ومع ذلك ، تعمل إلكترونيات الوحدة بجهد أقل - يوجد منظم جهد 3.2 فولت على اللوحة. هذه الحاجة المتزايدة للإمداد مزعجة في عصر "3V" اليوم ، لأنه على الرغم من أن هذا يناسب USB 5V (أو حتى خلايا ضخمة 3 × AA 1.5V) ، إلا أنه يمنع استخدام خلايا عملة Li 3V مفردة وما إلى ذلك. ربما يمكن تجاوز المنظم؟

الخطوة 7: محول USB DAC02

يمكن استخدام محول USB - TTL رخيص الثمن (هنا DAC02 من Dorji) لتكوين الوحدة عبر برامج الكمبيوتر "RF Tools". الوحدات غير مدعومة ميكانيكيًا إلى حد ما عند إدخالها ، وقد يؤدي الاستخدام المتكرر إلى الضغط على المسامير …

تكثر المحولات المماثلة بأسعار منخفضة جدًا ، ولكن من الضروري أولاً التأكد من أن وظائف الدبوس على المحول تتطابق مع تلك الموجودة في الوحدة اللاسلكية! إذا لم يفعلوا ذلك (مع مقايضات VCC / GND الشائعة) ، فقد يتعين استخدام نهج الرصاص الطائر. على الرغم من أنها صغيرة مملة ، إلا أنها يمكن أن تكون أكثر تنوعًا لأنها تناسب التكوين. من الوحدات النمطية الأخرى (راجع إعداد جهاز الإرسال والاستقبال HC-12) وحتى عرض البرنامج الطرفي المباشر على جهاز كمبيوتر.

الخطوة 8: أدوات تكوين USB + رؤى SF و BW و CR

طيه شاشات نموذجية لتكوين USB سهل الاستخدام "أدوات RF". عملت وحدات Dorji خارج الصندوق ، ولكن يجب على الأقل تغيير إعدادات التردد والطاقة للوائح المحلية. تحدد العديد من البلدان قدرة جهاز الإرسال 433 ميجا هرتز إلى 25 ميجاوات (14 ديسيبل ميلي واط تقريبًا) أو حتى 10 ميجا واط (10 ديسيبل ميلي واط) - هذه إعدادات طاقة دورجي 5 و 3 على التوالي.

لا يسمح نطاق ISM الخالي من الترخيص ، والذي يغطي شريحة ~ 1.7 ميجا هرتز بين 433.050 - 434.790 ميجا هرتز ، بالإرسال على 433.000 ميجا هرتز بالضبط أيضًا!

يبدو أن معالجة البيانات الشفافة تحدث لحسن الحظ ، مما يعني أن أي بيانات تسلسلية يتم تغذيتها في النهاية يتم تغذيتها عن طريق الأسنان بشكل شفاف بعد الإرسال "على الهواء". ومع ذلك ، بدا أن المخزن المؤقت المشاع الذي يبلغ 256 بايت يشبه 176 بايت (CRC overhead؟) ، وكان من الصعب تفسير بعض الإعدادات باستخدام أداة Dorji ، ولم يتم دائمًا إثبات قبول التغييرات "المكتوبة" أيضًا …

قم بتنزيل أداة تهيئة DRF_Tool_DRF1278D.rar من Dorji (المدرجة بالقرب من عمود "الموارد" أسفل RHS) عبر => https://www.dorji.com/pro/RF-module/Medium_power_trance.html تحقق من الرؤى المتنوعة (خاصة P. 9-10) في إنه استخدام ومحولات USB إلخ =>

شرح شروط انتشار LoRa ™: (ملحوظة: معدل البيانات يتعلق بالأبيض والأسود و SF)

BW (عرض النطاق بالكيلو هرتز): على الرغم من أن مجرد 10 ثوانٍ من كيلوهرتز BW قد يروق لك ، فمن المهم تقدير أن بلورات 32 ميجاهرتز الرخيصة المستخدمة في العديد من وحدات LoRa ™ (Dorji & HOPERF إلخ) قد لا تتطابق تمامًا مع التردد. قد تظهر أيضًا الانحرافات والشيخوخة المرتبطة بدرجة الحرارة. وبالتالي ، قد يؤدي اختيار نطاقات التردد الأضيق إلى منع مزامنة الوحدة ما لم يتم استخدام التعديل والتبديل البلوري الممل والتنظيم الحراري. على الرغم من أن صانعي وحدات LoRa ™ الصينية مثل Dorji يوصون بحد أدنى من BW يبلغ 125 كيلو هرتز ، إلا أنه بالنسبة لمعظم الأغراض ، يجب أن يكون BW الضيق 62.5 كيلو هرتز مناسبًا تمامًا. راجع عمود الجدول المظلل الموضح في الخطوة 10.

SF (شرائح "عامل الانتشار" كسجل أساسي 2): في أنظمة SS ، تُعرف كل بتة في التسلسل الثنائي العشوائي الزائف باسم "رقاقة". الزيادة من 7 (2 ^ 7 = 128 نبضة رقاقة لكل رمز) حتى حد 12 يحسن الحساسية بمقدار 3 ديسيبل لكل خطوة ، ولكن تقريبًا. يخفض معدل البيانات إلى النصف. على الرغم من أن SF 11 (2 ^ 11 = 2048) أكثر حساسية بمقدار 12 ديسيبل من SF7 ، فإن معدل البيانات ينخفض (عند 62.5 كيلو هرتز BW) من ~ 2700 بت في الثانية إلى 268 بت في الثانية فقط. تظل أجهزة إرسال معدل البيانات البطيئة تعمل لفترة أطول أيضًا ، وبالتالي قد تستهلك أيضًا طاقة أكبر بشكل عام من أجهزة الإرسال التي ترسل بيانات أسرع.

ومع ذلك ، قد تكون معدلات البيانات المنخفضة جدًا مقبولة من أجل مراقبة إنترنت الأشياء (Internet of Things) العرضية بالطبع (وزيادة استنزاف طاقة البطارية بالقرب من العرضية) ، في حين أن تعزيز النطاق x 4 قد يكون مفيدًا للغاية!

CR (معدل ترميز الخطأ): استخدمت الاختبارات الأولية في المملكة المتحدة معدل CR يبلغ 4/5. (يشير هذا إلى أن كل 4 بتات مفيدة يتم تشفيرها بواسطة 5 بتات إرسال). تؤدي زيادة CR إلى 4/8 إلى إطالة وقت الإرسال بنسبة 27٪ تقريبًا ، ولكنها تعمل على تحسين الاستقبال بمقدار 1 إلى 1.5 ديسيبل مللي واط ، مما يمثل تحسينًا محتملاً للنطاق يبلغ حوالي 12 إلى 18٪. من المحتمل ألا يعطي قرص CR هذا نطاقًا مفيدًا مثل زيادة SF.

كانت معظم تجارب NZ عند 434.000 ميجاهرتز و 2400 بت في الثانية من البيانات التسلسلية و SF7 و 62.5 كيلو هرتز BW و CR 4/5.

الخطوة 9: تكوين DRF1278DM المباشر

يمكن أيضًا تكوين DRF1278DM من متحكم خارجي - حتى متواضع 8 دبوس PICAXE-08. على الرغم من أنه يشتمل على تشفير HEX للقاعدة 16 HEX ، إلا أن هذا يسمح بالتعديل والتبديل على متن الطائرة / أثناء الطيران بدلاً من الإزالة المستمرة للوحدة وتكوين محول USB. راجع التفاصيل الكاملة ص 7-8 في Dorji. بي دي إف. [13] =>

على الرغم من أنه يوفر ميزات نوم متنوعة ، إلا أنه يمكن أيضًا اكتساب رؤى التغيير والتبديل على مستوى HEX عبر أوراق بيانات APC-340 الخاصة بـ Appcon (شبه الشبيه) [14] =>

بفضل زميل Kiwi Andrew "Brightspark" HORNBLOW طيه مع جزء رمز PICAXE-08M2 لتعديل طاقة DRF1278DM TX إلى منحدر درج من إشارات الإرسال. (للحصول على رؤى حول النطاق / الطاقة الأسهل ، يمكن ربطها بسهولة بنغمات PICAXE التي تم إنشاؤها في طرف المستقبل أيضًا). لاحظ مع ذلك أن مستويات TX 6 و 7 تتجاوز بدل نيوزيلندا / أستراليا البالغ 25 ميجاوات (14 ديسيبل ميلي تقريبًا أو الإعداد 5). نشأت رؤى أندرو من مراقبة / نسخ ولصق البيانات التسلسلية الأولية السداسية عشرية من terminal.exe (أداة هندسية رائعة [15] => https://hw-server.com/terminal-terminal-emulation-…) أثناء عرض المسلسل محادثة البيانات من الوحدات النمطية وإليها عند تغيير مستوى طاقة التردد اللاسلكي.

خطوة مستوى طاقة Dorji = 4 بايت من نهاية RH ($ 01 ، $ 02 إلخ) بالإضافة إلى بايت CS التالي (CheckSum $ AB ، $ AC إلخ) تحتاج فقط إلى التعديل. نموذج جمل كود PICAXE لتعديل مستوى الطاقة على الطاير هي كما يلي:

انتظر 2

serout 4 ، T2400 ، ($ AF ، $ AF ، $ 00 ، $ 00 ، $ AF ، $ 80 ، $ 01 ، $ 0C ، $ 02 ، $ 00 ، $ 6C ، $ 80 ، $ 12 ، $ 09 ، $ 00 ، $ 07 ، $ 00 ، $ 00 ، $ 00 ، $ 01 ، $ AB ، $ 0D ، $ 0A)

serout 4 ، T2400 ، ($ AF ، $ AF ، $ 00 ، $ 00 ، $ AF ، $ 80 ، $ 01 ، $ 0C ، $ 02 ، $ 00 ، $ 6C ، $ 80 ، $ 12 ، $ 09 ، $ 00 ، $ 07 ، $ 00 ، $ 00 ، $ 00 ، $ 02 ، AC دولار ، 0 يوم ، 0 دولار)

serout 4 ، T2400 ، ($ AF ، $ AF ، $ 00 ، $ 00 ، $ AF ، $ 80 ، $ 01 ، $ 0C ، $ 02 ، $ 00 ، $ 6C ، $ 80 ، $ 12 ، $ 09 ، $ 00 ، $ 07 ، $ 00 ، $ 00 ، $ 00 ، $ 03 ، $ AD ، $ 0D ، $ 0A)

serout 4 ، T2400 ، ($ AF ، $ AF ، $ 00 ، $ 00 ، $ AF ، $ 80 ، $ 01 ، $ 0C ، $ 02 ، $ 00 ، $ 6C ، $ 80 ، $ 12 ، $ 09 ، $ 00 ، $ 07 ، $ 00 ، $ 00 ، $ 00 ، $ 04 ، $ AE ، $ 0D ، $ 0A)

serout 4 ، T2400 ، ($ AF ، $ AF ، $ 00 ، $ 00 ، $ AF ، $ 80 ، $ 01 ، $ 0C ، $ 02 ، $ 00 ، $ 6C ، $ 80 ، $ 12 ، $ 09 ، $ 00 ، $ 07 ، $ 00 ، $ 00 ، $ 00 ، $ 05 ، AF دولار ، 0 دولار ، 0 دولار)

serout 4 ، T2400 ، ($ AF ، $ AF ، $ 00 ، $ 00 ، $ AF ، $ 80 ، $ 01 ، $ 0C ، $ 02 ، $ 00 ، $ 6C ، $ 80 ، $ 12 ، $ 09 ، $ 00 ، $ 07 ، $ 00 ، $ 00 ، $ 00 ، $ 06 ، $ B0 ، $ 0D ، $ 0A)

serout 4 ، T2400 ، ($ AF ، $ AF ، $ 00 ، $ 00 ، $ AF ، $ 80 ، $ 01 ، $ 0C ، $ 02 ، $ 00 ، $ 6C ، $ 80 ، $ 12 ، $ 09 ، $ 00 ، $ 07 ، $ 00 ، $ 00 ، $ 00 ، $ 07 ، $ B1 ، $ 0D ، $ 0A)

انتظر 2

الخطوة العاشرة: تقديرات الأداء والنتائج

تم استخدام وحدات البيانات RFM98 القائمة على PICAXE 28X2 التي يقودها HOPERF 434 MHz LoRa ™ في التجارب التي أجريت على وصلة 750 متر في بيئة حضرية نموذجية في المملكة المتحدة. تم رفع هوائي المرسل بمقدار 2 متر على سارية منخفضة ، مع وجود جهاز الاستقبال على قطب قصير ~ 1 ميكرون - كلاهما فوق الأرض. مع نطاق بيئة حضرية كثيفة مؤكد يبلغ 750 مترًا عند 10 ميجاوات في المملكة المتحدة (باستخدام 500 كيلو هرتز BW وبالتالي يعطي 22 كيلو بت في الثانية) ، عند 10.4 كيلو هرتز BW (أو 455 بت في الثانية) يبدو حوالي 6 كم ممكنًا مع طاقة أقل من ميجاوات!

تأكيد الاختبارات الميدانية (مع الإعدادات SF7 و BW 62.5 كيلو هرتز فقط) تم إجراؤها في Wellington (NZ) مع 3 x AA تعمل ببطارية PICAXE-08M مدفوعة بوحدات Dorji DRF1278DM وهوائي مشابه ، ولكن في Aus / NZ "تقرحات الطلاء" أعلى 25 ميجا واط (14 ديسيبل ميلي واط) قوة الإرسال. روابط إشارة الضواحي ، ربما تكون مدعومة ببيئة أكثر انفتاحًا ومباني خشبية ، كانت تُصنع باستمرار على مدى 3-10 كيلومترات. (نظرًا لأن كسب 6 ديسيبل يضاعف نطاق LoS ، فإن الطاقة الإضافية 4dB ~ x 1½. وبالتالي قد تتحسن النطاقات عن تلك الضمنية في المملكة المتحدة بمقدار> 1½ مرة).

الخطوة 11: تخطيط اللوح

تصميم اللوح (المستخدم سابقًا لوحدات Dorji's "7020" GFSK) يناسب التبديل البسيط إلى جهاز LoRa. تم اعتبار تعديل GFSK (Gaussian Freq. Shift Keying) في السابق أفضل نهج 433 ميجاهرتز ، لذلك كان من المفيد مقارنة نتائج عروض "7020" مع وحدات LoRa الجديدة.

الخطوة 12: تخطيطي PICAXE

يستخدم كل من RX & TX تخطيطًا متطابقًا تقريبًا ، على الرغم من اختلاف الكود الخاص بهما إلى حد ما. على الرغم من أنها جذابة بشكل طبيعي ويمكن تحقيقها بسهولة باستخدام أجهزة PICAXE ، إلا أنه لم يتم إجراء أي محاولة في هذه المرحلة للدخول في أوضاع السكون الموفرة للطاقة. كان السحب الحالي من 3 بطاريات xAA حوالي 15 مللي أمبير ، ينبض إلى ~ 50 مللي أمبير عند الإرسال.

الخطوة 13: كود الارسال PICAXE

بطبيعة الحال ، يمكن تحسين هذا الرمز وتعديله على نطاق واسع ، ربما مع تسوية التأخيرات والتمهيد. في الوقت الحالي ، هو مجرد بصق عدد 0-100 متقدم. نظرًا لأن التجربة كانت تهدف فقط إلى التحقق من ادعاءات النطاق الموثوقة ، فلم يتم إجراء أي محاولة (مع جهاز الإرسال أو جهاز الاستقبال) لتمكين أوضاع توفير الطاقة.

الخطوة 14: رمز وجهاز استقبال PICAXE

هذا هو رمز مستقبل PICAXE المرتبط ، مع عرض القيم الرقمية عبر طرف المحرر "F8" المدمج. يكمن جمال العد البسيط في أنه يمكن مسح التسلسلات ضوئيًا بسرعة وفقدانها أو رصدها بسهولة.

الخطوة 15: أدوات ضبط LoRa ™ RF سهلة الاستخدام؟

نظرًا لأن إعدادات وحدة LoRa ™ يصعب فهمها والتحقق منها ، فقد وجد أنه من الممكن استخدام وحدات مستقبل ASK 433 MHz رخيصة (وذات نطاق عريض نسبيًا) كمساعدات ضبط بسيطة.

منفذ NZ / Aus يقدم Jaycar وحدة ZW3102 التي يمكن بسهولة إقناعها بـ "مهام الشم" لتناسب مراقبة الإشارة الصوتية. عند الاقتراب من (<5 أمتار) من إرسال LoRa ™ ، سيتم سماع الإشارة الصادرة بسهولة على أنها "خدوش" ، بينما يرتبط سطوع مؤشر LED المرفق بـ RSSI (مؤشر قوة الإشارة المستقبلة).

يتم عرض وحدة مماثلة (وأرخص) من صنع Dorji في Instructable [16] =>

الخطوة 16: الاختبارات الميدانية- Wellington ، نيوزيلندا

يُظهر إعداد الشاطئ هذا الاختبار السابق باستخدام وحدات "7020" GFSK (مفتاح تبديل التردد الغاوسي) من Dorji. ثم بلغ الحد الأقصى للنطاقات حوالي كيلومتر واحد في مثل هذه الظروف ، وفي أحسن الأحوال كان حوالي 300 متر من النباتات الخفيفة والمباني ذات الإطارات الخشبية. تم العثور على روابط عبر الميناء فقط عندما تم رفع جهاز الإرسال بشكل كبير حوالي 100 متر في بقعة عرض عش النسر على جانب تل خلفه.

وعلى النقيض من ذلك ، فإن وحدات LoRa من Dorji بقوة 25 ميجاوات "غمرت" الضاحية ، مع ارتفاع الذراع (2.4 متر تقريبًا) تم اكتشافه بشكل موثوق به على مسافة 3 كيلومترات تقريبًا ، و 6 كيلومترات في "البقع الحلوة" في الرأس وحتى 10 كيلومترات عبر الميناء. توقف الاستقبال فقط عندما يكون في الخلجان خلف الرؤوس الصخرية (مرئية في الخلفية). كانت إعدادات LoRa ، BW 62.5 كيلو هرتز ، SR 7 ، CR 4/5 و 25 ميجاوات (14 ديسيبل) طاقة TX إلى هوائي عمودي متعدد الاتجاهات.

الخطوة 17: UK LoRa مقابل FSK - اختبار LoS 40km (خط البصر)

بفضل Stuart Robinson ومقره كارديف (راديو ham GW7HPW) ، تم إجراء اختبارات المقارنة FSK (مفتاح تحويل التردد) مقابل LoRa ™ على مسافة 40 كم مرتفعة عبر قناة بريستول في المملكة المتحدة. إحالة الصورة.

تعد المنطقة تاريخية إلى حد ما ، حيث أجرى ماركوني في عام 1897 أول اختبارات "طويلة المدى" (6 - 9 كيلومترات باستخدام أجهزة إرسال شرارة متعطشة للطاقة!) في مكان قريب [17] =>

تتحدث نتائج ستيوارت عن نفسها - كانت روابط بيانات LoRa ™ ممكنة بشكل مذهل في عام 2014 بجزء بسيط من الطاقة اللازمة لوحدات Hope RFM22BFSK التي كانت تحظى باحترام كبير من قبل!

في الواقع ، لا يزال RFM22B الذي يتم التحكم فيه بواسطة PICAXE-40X2 يدور في المدار في 50sat الموقر ، مع إشارات أرضية ضعيفة يمكن اكتشافها أثناء مرورها في LEO (مدار أرضي منخفض) على ارتفاع 100 كيلومتر فوق. (لم تكن وحدات LoRa ™ متاحة في وقت إطلاقه عام 2013) [18] =>)

الخطوة 18: اختبارات المنطقة الأخرى

تم إجراء روابط ناجحة على مدى 22 كيلومترًا من LoS (خط البصر) في إسبانيا وعدة كيلومترات في المناطق الحضرية في المجر.

تحقق من عرض Libelium الترويجي الذي يوضح فوائد التكنولوجيا التي تصل إلى 900 ميجاهرتز [19] =>

الخطوة 19: جهاز استقبال وروابط LoRa

أعطت تجارب HAB (High Altitude Ballooning) في المملكة المتحدة تغطية LoRa ™ ثنائية الاتجاه حتى 240 كم. يجب أن يسمح خفض معدل البيانات من 1000 بت في الثانية إلى 100 بت في الثانية بالتغطية على طول الطريق إلى أفق الراديو ، والذي ربما يكون 600 كم عند الارتفاع النموذجي 6000-8000 م لهذه البالونات. يمكن إجراء تتبع البالون عبر نظام تحديد المواقع العالمي الموجود على متن الطائرة - تحقق من وثائق HAB & LoRa ™ الشاملة على [20] =>

جهاز استقبال LoRa لكل من HAB والعمل الساتلي LEO المستقبلي قيد التطوير - التفاصيل للمتابعة.

الملخص: تتشكل LoRa ™ على أنها تقنية تخريبية ، خاصة للتطبيقات الشبكية اللاسلكية الناشئة - والمثيرة للإعجاب كثيرًا - IoT (إنترنت الأشياء). ابق على اطلاع عبر موقع تحالف LoRa [21] =>

إخلاء المسؤولية والتقدير: يُقصد بهذا الحساب أساسًا أن يكون بمثابة تنبيه مباشر / عملي للتحقيق وتجميع - ما يبدو - لعبة تغير تقنية البيانات اللاسلكية UHF. على الرغم من الترحيب بالعينات المجانية (!) ، ليس لدي أي روابط تجارية مع أي من صانعي LoRa ™ المذكورين. لا تتردد في "نسخ اليسار" هذه المادة - خاصة للاستخدام التعليمي - ولكن رصيد الموقع موضع تقدير بشكل طبيعي.

ملاحظة: تم الحصول على بعض الصور من الويب ، والتي (إذا لم تتم الإشارة إليها) يتم تمديد الائتمان التقديري بموجبها.

ستان. SWAN => [email protected] ويلينجتون ، نيوزيلندا. (ZL2APS - منذ عام 1967).

الروابط: (كما في 15 مايو 2015)

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]

[7]

[8] https://en.wikipedia.org/wiki/Ricochet_٪28Internet …

[9]

[10]

[11]

[12]

[13]

[14]

[15]

[16]

[17]

[18]

[19]

[20]

[21]