上课课件7 lora通信应用开发PPT文档格式.pptx

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容量：

一个LoRa网关可以连接上千上万个LoRa节点。

电池寿命：

长达10年。

安全：

AES128加密。

传输速率：

几百到几十Kbps，速率越低传输距离越长。

01LORA无线技术,LORAWAN协议栈,01LORA无线技术,LORAWAN网络架构,02,LORA模块,LORA模块使用LSD4RF-2F717N30。

LSD4RF-2F717N30是,基于SEMTECH射频集成芯片SX127X的射频模块，是一款高性能物联网无线收发器,LORA模块02,LORA芯片与mcu连接图,03,SPI,SPI是什么,SPI（SerialPeripheralInterfaceBus），是由摩托罗拉公司开发的高速全双工同步串行通信协议。

SPI支持一主多从，这点类似于I2C，但是又与I2C选通从设备的方式不同，I2C是通过发送从机地址来选通从机，而SPI则是通过拉低连接到从机的NSS引脚对从机进行选通的。

SPI一般应用由四个引脚组成：

SCLK（SerialClock）：

串行时钟，由主机发出MOSI（MasterOutput,SlaveInput）：

主机输出从机输入信号，由主机发出MISO（MasterInput,SlaveOutput）：

主机输入从机输出信号，由从机发出NSS（SlaveSelected）：

选择信号，由主机发出，一般是低电位有效。

03SPI,SPI主从连接示意图,03,SPI,SPI传输时序图,主机在通过MOSI数据线发送数据的同时，从机也会通过MISO将数据传输给主机（收发同时进行）。

数据通常先移出最高位，在时钟边沿，主机和从机均移出一位，然后在传输线上输出给对方（改变数据）。

在下一个时钟沿，主从设备的接收器都从传输线接受该位，并设置为移位寄存器的新的最低有效位（采样数据）。

在完成这样一个移出-移入周期后，主机和从机就交换了寄存器中的一位，传输可能会持续任意数量的时钟周期。

传输完成后，主设备会停止时钟,03,SPI,SPI配置,Step02,初始化引脚,设置SPI通信方式,Step01,04,LORA调制,Step02,配置关键参数,编写关键函数,Step01,请求命令结构HEAD+CMD+NET_ID+LORA_ADDR+LEN+DATA+CHK,LORA请求,LORA请求,HEAD：

数据帧头，默认0x55；

CMD：

命令字节，0x01=读传感数据；

NET_ID：

网络ID号，2字节；

LORA_ADDR：

LoRa地址；

LEN：

数据域长度；

DATA：

数据域；

CHK：

校验和，从HEAD到CHK前一个字节的和，保留低八位。

响应命令结构HEAD+CMD+NET_ID+LORA_ADDR+ACK+LEN+DATA+CHK,LORA响应,LORA响应,HEAD：

ACK：

响应，0x00-响应OK，0x01-无数据，0x02-数据错误，其他预留；

数据长度，指定数据域DATA有多少个字节。

ACK非0x00时，无此项；

数据域，传感器名称编码后面用“（单位）”来标注单位，传感器名称编码和数值间用“:

”隔开，每组传感数据间用“|”隔开。

例如“voltage（mV）:

1256|humidity（%）:

68”。

ACK非0x00时，无此项；

校验和，从HEAD到CHK前一个字节的和，保留低八,项2目分析,01,02,项目介绍,方案设计,01,项目介绍,有方圆5平方公里的植物园,以前是粗放式管理：

工作人员频繁检查控制，耗时耗力；

植物生长环境要求精细，人工经验难以保障最佳环境；

发生突发情况，不能及时处理，导致造成损失。

管委会想对园区的环境（温湿度、光照等）进行智能化监测，要求：

保护环境，少施工；

低成本，节约经费；

先期实现点对点通信，能够在上位机查看数据，后期升级为云平台系统。

；

02,方案设计,各种方案,方案一蓝牙：

无线传输技术，理论上能够在最远100米左右的设备之间进行短距离连线，但实际使用时大约只有10米。

其最大特色在于能让轻易携带的移动通讯设备和电脑，在不借助电缆的情况下联网，并传输资料和讯息，目前普遍被应用在智能手机和智慧穿戴设备的连结以及智慧家庭、车用物联网等领域中。

02,方案设计,各种方案,方案二WiFi：

无线局域网技术，最常见的是作为从网关到连接互联网的路由器的链路，大多数Wi-Fi版本工作在2.4GHz免许可频段，传输距离长达100米，具体取决于应用环境。

02,方案设计,各种方案,方案三,ZigBee：

ZigBee技术是一种近距离、低复杂度、低功耗、低速率、低成本的双向无线通讯技术。

主要用于距离短、功耗低且传输速率不高的各种电子设备之间进行数据传输。

目前ZigBee采用2.4G高频传输，传输距离在几十米到2-3百米，受环境影响很大。

02,方案设计,各种方案,方案四NB-IoT：

构建于蜂窝网络，可直接部署于GSM网络、UMTS网络或LTE网络。

NB-IoT和蜂窝通信使用1GHz以下的频段是授权的，需要收费。

02,方案设计,各种方案,方案五LoRa：

远距离、低功耗无线通信技术，其典型范围是2km至5km，最长距离可达15km，具体取决于所处的位置和天线特性。

典型工作频率在美国是915MHz，在欧洲是868MHz，在亚洲是433MHz，免牌照。

结论：

采用LoRa方案实施,LOR3A驱动移植,在LoRa园区环境监测文件夹下有“LoRa源码资源”和“LoRaMac-node-master”这两个文件。

“LoRaMac-node-master”是LoRaWAN协议栈的终端例程，“LoRa源码资源”文件夹内的source文件夹内的源码都是STM32L151的HAL库文件和基于原版LoRaWAN协议栈修改而来的一些硬件驱动函数代码，这些代码和我们的LoRa模块硬件适配。

“LoRaMac-node-master”是LoRaWAN协议栈的终端例程，内部集成了SX1278的驱动函数和应用接口，我们需要将SX1278的驱动程序移植和适配到我们的LoRa模块上。

移植成功后的工程源码，就是我们后续实验操作的工程源码模板LoRaModemProject。

任务要求,Step02,Step05,Step04,Step01新建目录，文件拷贝,移植实际操作,新建keilc工程,往keilc工程里增加代码文件,Keic工程配置,Step6,工程编译,Step03,SX1278代码修改,LORA温湿4度发传感器节点开,基于工程源码模板LoRaModemProject，开发LoRa温湿度传感器节点应用程序，要求采集温湿度数据，并在OLED屏上显示。

当收到网关读取传感数据的指令后，将传感数据响应给网关。

代码编写调试完成后烧写到LoRa模块上，重新通电运行。

任务要求,项目实施,01,硬件连接,02,代码操作及解析,03,应用程序编程,04,程序烧写,LORA模块,01硬件连接,LORA模块上安装温湿度传感器,01硬件连接,温湿度传感器接口说明,01硬件连接,02,代码解析及操作,Step02,Step04,整理代码工程,LoRa_Send（）函数说明,MyRadioRxDoneProcess（）函数说明,OLED_InitView（）函数说明,Step6,main（）函数说明,PlatformInit（）函数说明,Step01,Step03,Step05,03,应用程序编程,Step02,代码添加,代码编译,Step01,04,程序烧写,温湿度传感器LoRa模块JP1往左拨,。

打开STMFlashLoaderDemo软件，在PortName下拉列表框中选择串口，点击NEXT命令按钮。

04,程序烧写,软件读到硬件设备后，点击NEXT命令按钮。

04,固件烧写,选择MCU型号为STM32L1_Cat1-128k，点击NEXT命令按钮。

04,固件烧写,选中Downloaddevice单选按钮，选择xxx.hex下载程序对应的路径，点击NEXT命令按钮。

04,固件烧写,等待30秒左右下载完毕。

04,固件烧写,下载成功后,，将LoRa模块的JP1往右拨，同时按一下复位键KEY1，温湿度程序便开始运作了。

04,程序烧写,LORA光照5传感器节点开发,基于温湿度传感器节点的工程源码LoRaModemSensorTempRhProject，开发LoRa光照传感器节点应用程序，要求采集光照度数据，并在OLED屏上显示。

当收到网关读取传感数据的指令后，将传感数据响应给网关。

代码编写调试完成后烧写到LoRa模块上，重新通电运行。

任务要求,项目实施,01,硬件连接,02,工程模板操作,03,应用程序编程,04,程序烧写,01硬件连接,光照传感器,知识链接,01,硬件连接,用光照传感器时，双排针J2是插在双排针母座U3A上的，J2的第10脚是插在U3A的第10脚，所以光照传感器的信号点ADC4和LoRa模块的信号点ADC0是同一个信号。

用户要采集光照传感器的电压信号，就需要开启STM32L151的PC0的模数转换功能,前面已经完成了温湿度传感器节点的应用开发，我们,只需要在此工程的基础上修改出光照传感器节点应用程序即可。

复制工程源码文件夹“LoRaModemSensorTempRhProject”为副本，并重命名为“LoRaModemSensorLightProject”。

进入文件夹“LoRaModemSensorLightProject”，并打开该工程源码,02,工程模板操作,03,应用程序编程,Step02,代码添加,代码编译,Step01,程序烧写过程同温湿度传感器节点。

04,程序烧写,LORA网关节6节点点数汇据聚传感器,基于温湿度传感器节点的工程源码LoRaModemSensorTempRhProject，开发LoRa网关节点应用程序，要求网关轮流读取温湿度传感器节点、光照传感器节点的传感器数据，将收到的传感器数据在OLED屏上显示，并透传到串口上。

最后烧写程序，通电运行。

任务要求,任务实施,01,硬件连接,02,工程模板操作,03,04,应用程序运行结果编程,知识链接,准备NEWLab主机和配套12V电源、串口线，NEWLab主机接通12V电源，并用串口线连接