LoRa模塊和無線串口模塊定點傳輸應用詳解

隨著科學技術的飛速發展,智能家居、智慧農業、智慧城市如雨后春筍。而這些行業的發展離不開無線的應用。傳統的有線連接不僅成本高,而且布線安裝、維護等也是成本巨大。并且機動性也很差,不能滿足智能行業的發展需求,因此無線的應用走上了智能行業發展的舞臺。今天億佰為大家分享下《LoRa模塊和無線串口模塊定點傳輸應用詳解》

E22系列lora模塊

在無線應用中,同一環境中往往具有多個無線模塊在使用,由于射頻本身的特性影響,導致無線模塊相互傳輸過程中很容易造成干擾。干擾是由于同一個環境中使用了多對模塊同時發射造成的。在多個模塊處在同一個通信頻段時,當一個模塊在發送的時候,處于同一頻段的模塊都能接收,而當多個同時發送的時候,就會造成干擾,這種情況下就會導致都無法接收。

E32系列lora模塊

但是,有些應用需要處在不同頻段下的模塊需要進行通信,或者需要實現自定義組網應用,就需要避免這樣的干擾產生。為了避免這種干擾的情況的發生以及以上的應用的可行性,成都億佰特電子科技有限公司推出了一種傳輸方式---定點傳輸。成都億佰特電子科技有限公司支持定點傳輸的模塊主要有E30系列、E31系列、E32系列和E22系列產品.

E31系列lora模塊

E30系列lora模塊

定點傳輸詳解

成都億佰特電子科技有限公司推的定點傳輸方式可以實現跨信道傳輸和跨地址傳輸。對于傳統的串口模塊來說,通信的頻點一般情況下都可以設置,但是通信必須信道相同。對于成都億佰特電子科技有限公司的無線串口模塊來說,最大信道支持256個,地址支持范圍0 -- 65535,加上定點傳輸功能,同一環境中允許足夠多對的無線模塊成對使用而互不干擾。

定點傳輸是指處在任意信道、任意地址的無線串口模塊可以發送數據給處在任意信道、任意地址的另一個無線模塊。具體要傳輸給哪個地址、信道的模塊,由發送模塊發送數據的內容決定。

例如由A定點發送給D,假如A模塊地址為0xaaaa,A的信道為0xaa;B模塊地址為0xbbbb,信道為0xbb;C模塊地址為0xcccc,信道為0xcc;D模塊地址為0xdddd,信道為0xdd;E模塊地址為0xeeee,信道為0xee。那么A發送給D的數據格式為:dddddd + 數據內容。數據發送以16進制發送。

定點傳輸詳解

定點傳輸的應用

當環境中有多個接收設備但我們只希望一個目標設備接收到發送放發送的數據時,定點傳輸則體現出它的優勢。在定點傳輸時,模塊會將串口數據的前三個字節識別為:地址高+地址低+信道,并將其作為無線發射目標。如下圖,發送設備需要將數據發送給B接收設備,在這個環境中有ABCD四個接收設備,需要只能B接收,那么發送設備只需要在發送數據內容前端加上B設備地址B_Addr, B設備通道B_Ch,發送出去后,就只能由B接收,A、C、D收不到任何數據。

定點傳輸的應用

空中喚醒簡介

無線網絡應用中,通常要求節點盡可能休眠,最大限度降低功耗,但又希望節點能盡可能及時地收發無線數據,這似乎是個不可調和的矛盾。但是有個神奇的功能,空中喚醒。節點即使處于休眠,當需要節點工作時可以直接通過無線手段喚醒該節點

原理簡單說,即當模塊定義為發射方時,發射前會自動增加一定時間的前導碼,無線節點進行周期性地喚醒,監聽下網絡。一旦捕捉到前導碼就進入正常的接收流程,若沒有就立即休眠,等待下一次喚醒。為了讓數據傳輸時,無線節點不會錯過有效數據,機制上要保證前導碼的持續時間要略長于節點的休眠時間。

多數據包的采用前導碼方式可以讓節點更加的省電。通常空中喚醒最大難點是會被噪音誤喚醒,因為監測前導碼是采用信道監聽,判斷信道的RSSI是否大于某個閾值。一旦有噪音,則這次喚醒就白白耗了一個周期的電。但是噪音有一個特點是,無規則,持續性。由于多個數據包做的前導碼中帶有固定間隔的休息時間,因此這個休息時間可以用來將前導碼和噪音有效區別開。如果不小心被噪音喚醒,節點在接下來沒檢測到靜默周期,則可確認是噪音,那么就立即睡眠以省電。

空中喚醒簡介

圖片來源于LoRa官方AN文檔《LoraLowEnergyDesign_STD.pdf》

特別說明:由于是低功耗系統,因此單點喚醒模式的使用有一定的限制。


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