20161015 自造松lora開發經驗分享
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什麼是 LoRaWAN? LoRaWAN 是眾多 低功率廣域網路 (LPWAN, Low Power Wide Area Network) 規範的其中一種,它的訴求是能夠讓 以電池供電的裝置 可以部署在較廣域的網路中 (原文是 regional, national or global)。因此,注重的點是「遠距離、低耗電」。
LoRaWAN 網路架構的特點 採用星狀拓樸 (star topology), 終端點的通訊是雙向的 (bi-directional) LoRaWAN 資料率可以從 0.3 kbps 到 50 kbps
LoRa三種終端裝置的 Class LoRaWAN 將終端裝置 (end-point devices) 區分為 A, B, C 三類 (classes),各自能適用遠距通訊的不同需求 (有些要求很省電、有些需要很即時)。這裡先說明一下 uplink 與 downlink 的意思: uplink transmission (上行傳輸):終端裝置傳給伺服器 downlink transmission (下行傳輸):伺服器傳給終端裝置
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Class A 可雙向通訊的終端裝置 (bi-directional end-devices) 每個裝置的 uplink transmission 之後接有兩個短暫的 downlink receive windows 用於需要以最低功耗操作的終端裝置。這種裝置常常在它送出 uplink 之後,只需要與 server 端進行很短暫的 downlink 通訊 (例如只收個 ACK 而已) 在任何其他時間,從 server downlink 必須等到下一次的 scheduled uplink (所以通訊沒辦法很即時,例如下一次的 scheduled uplink 可能是在 128 秒之後)
Class B 必須至少有 A 類的功能 可雙向通訊的終端裝置,但有 scheduled receive slots (有固定接收時槽接收 server 過來的訊息,相較於 A 類會更即時一點) 相較於 A 類的隨機 receive windows,Class B 的裝置會在排程的時間打開一個額外的接收窗。為了讓終端裝置在排程時間打開它的 receive window,它需要從 gateway 接收一個用於時間同步的 Beacon (如此一來,server 就能知道終端裝置何時在 listening)
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Class C 必須至少有 A 類的功能 可雙向通訊的終端裝置,盡可能安排最多的 receive slots C 類的終端裝置是幾乎連續地開著 receive windows,只有在發送時才會關閉接收視窗 C 類對 server 與終端裝置通訊帶來最低的延遲 (latency),所以即時性最好,但消耗功率最高
資料傳輸率與通訊距離 LoRa 的資料傳輸率 (data rate)、通訊距離,它的資料傳輸率約莫在 100 bps ~ 20 kbps 之間,而通訊距離落在 5 公里的範圍內(實際上也有高達 10 餘公里者)。LoRa 的傳輸率可以自由調整,傳輸率越低,傳輸的距離可以越遠。
數字型電表
S3 公有儲存服務雲
自建IOT電能服務雲平台
智慧電能監控系統架構
1.每1分鐘蒐集每一用戶用電情形 記錄於SD卡。 2.每1分鐘用電情形線上即時寫入 自建IoT電能服務雲平台。 3.每天0:00將前一日SD卡用電記錄 備份至Amazon S3 Services儲存 。 4.用戶可至電能平台或利用手機APP 查詢用電量。 5.系統業者可將S3儲存的記錄匯入 Big-Data平台分析用電量。 6.家用型智慧電能監控可即時查看 用電資訊: 電表ID、日期、時間、電壓、瓦數、 累計用電度數
2015/5/11 V2.0 by 柯大KDA
用戶用電查詢
家用智慧型插座
功能說明
2015/8/18 12
Internet
Ameba RT8195AM
27
5V GND
Pin1
pin2
Pin5
RX 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17
+ - out
D5
3.3V
發送端
UART
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UART腳位意義
黑色:GND (接地, 如腳位 6/9/14/20...)
紅色:VCC (接 5V, 如腳位 2/4)
黃色:Tx (接腳位 10)
綠色:Rx (接腳位 8)
白色:RST (不接)
以Raspberry Pi 開發
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使用樹莓派操作 LoRa Module
連接 4 根 pin 腳, VCC、GND、TX 以及 RX,其中樹莓派的 TX 必須接到 LoRa Module 的 RX,樹莓派的 RX 必須接到 LoRa Module 的 TX。