当前位置: 首页 > 科技观察

如何在没有网关的情况下实现LoRa组网?

时间:2023-03-16 14:56:17 科技观察

LoRa作为一种低功耗的广域网通信技术,实现了物联网远距离和低功耗的双重需求,使得LoRa技术应用到越来越多的领域。面对网络中众多节点的组网需求,如何快速便捷地实现组网?我们先来了解一下什么是LoRa?LoRa是一种基于扩频技术的超远距离无线传输解决方案。属于物联网通信技术之一。它的名字来源于“LongRange”的缩写。从名字就可以看出它最大的特点就是远距离传输。据考证,扩频通信技术是1944年由26岁的好莱坞女星海蒂·拉玛(被誉为世界上最美丽的女人)发明的。跳频技术可有效抗干扰,实现加密。CDMA之母——HedyLamarr扩频调制原理图如图所示。用户数据的原始信号与扩展后的编码比特流进行异或(exclusiveOR)运算,生成传输信号流。这种调制的影响是传输信号的带宽。有显着增加(扩展频谱)。扩频调制示意图当然,扩频技术并不完美,它至少有两个缺点:扩频调制产生较多的数据流,导致通信数据速率下降;更复杂的调制解调机制。2013年8月,美国Semtech公司向业界发布了一款基于1GHz以下超远距离低功耗数据传输技术的新型芯片,也就是我们所说的LoRa芯片。SX127X系列LoRa芯片如图2模块框图所示,模块除了扩频调制方式外,还支持FSK/GFSK等其他标准调制方式,并且可以相互切换。这种结合不仅实现了远距离调制能力,而且可以使用标准的FSK或OOK调制技术。LoRa一经推出,就以其惊人的灵敏度(-148dBm)、强大的抗干扰能力和出色的系统容量性能赢得了广泛关注。SX127X原理框图面对复杂的LoRa调制解调机制,很多工程师确实无从下手。为了解决用户调试LoRa协议栈底层的问题,ZLG致远电子研发设计了一款工业级LoRa组网透传模块——LM400T,协助用户快速开发产品,抢占市场先机。模块内部采用透明传输协议,模块之间仿佛搭建了一条无形的传输线。用户无需了解复杂的无线传输协议即可快速实现组网,大大降低了工程安装成本和施工复杂度。LoRa网络透传模块除了具备完整的入网、出网、通道划分、节点管理、白名单等功能外,还将组网流程简化为一键式操作,让用户配置网络更加简单。模块自组网功能为一主多从的星型网络拓扑结构。用户首先将模块设置为对应的主从模块,并使能自组网功能,之后用户只需通过模块的JOIN引脚和DETECT引脚控制即可实现模块在网络中的快速组网。当模块处于自组网模式时,主模块会自动选择周围未使用的物理信道和调制参数组成一个独立的网络,并能自动为从模块分配一个唯一的本地网络地址。启用自组网功能后,无需任何配置操作,从模块加入网络后即可与主模块通信。一个主模块最多可以连接200个从模块。主机模块和从机模块的网络流图可以通过命令查询回溯到主机网络中存储的从机信息,方便管理和通信,真正摆脱LoRa网关协调器。下图为LoRa应用的整体解决方案。目前,LoRa凭借远距离、低功耗、抗干扰等优势,在工业互联网的发展中大显身手。LoRa网络透传模块不仅嵌入了自组网透传协议和抄表协议(水表、燃气表、热量表),还集成了LoRa联盟的CLAA协议和LoRaWAN协议。用户可以直接开发应用,无需在协议上花费大量时间,大大缩短了开发周期。