隨著科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展，智能家居、智慧農(nóng)業(yè)、智慧城市如雨后春筍。而這些行業(yè)的發(fā)展離不開無(wú)線的應(yīng)用。傳統(tǒng)的有線連接不僅成本高，而且布線安裝、維護(hù)等也是成本巨大。并且機(jī)動(dòng)性也很差，不能滿足智能行業(yè)的發(fā)展需求，因此無(wú)線的應(yīng)用走上了智能行業(yè)發(fā)展的舞臺(tái)。今天億佰特為大家分享下《LoRa模塊和無(wú)線串口模塊定點(diǎn)傳輸應(yīng)用詳解》
在無(wú)線應(yīng)用中，同一環(huán)境中往往具有多個(gè)無(wú)線模塊在使用，由于射頻本身的特性影響，導(dǎo)致無(wú)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(gè)環(huán)境中使用了多對(duì)模塊同時(shí)發(fā)射造成的。在多個(gè)lora模塊處在同一個(gè)通信頻段時(shí)，當(dāng)一個(gè)lora模塊在發(fā)送的時(shí)候，處于同一頻段的lora模塊都能接收，而當(dāng)多個(gè)同時(shí)發(fā)送的時(shí)候，就會(huì)造成干擾，這種情況下就會(huì)導(dǎo)致都無(wú)法接收。
但是，有些應(yīng)用需要處在不同頻段下的模塊需要進(jìn)行通信，或者需要實(shí)現(xiàn)自定義組網(wǎng)應(yīng)用，就需要避免這樣的干擾產(chǎn)生。為了避免這種干擾的情況的發(fā)生以及以上的應(yīng)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(diǎn)傳輸。成都億佰特電子科技有限公司支持定點(diǎn)傳輸?shù)哪K主要有E30系列、E31系列、E32系列和E22系列的lora模塊產(chǎn)品.
成都億佰特電子科技有限公司推的定點(diǎn)傳輸方式可以實(shí)現(xiàn)跨信道傳輸和跨地址傳輸。對(duì)于傳統(tǒng)的串口模塊來(lái)說，通信的頻點(diǎn)一般情況下都可以設(shè)置，但是通信必須信道相同。對(duì)于成都億佰特電子科技有限公司的無(wú)線串口模塊來(lái)說，最大信道支持256個(gè)，地址支持范圍0 -- 65535，加上定點(diǎn)傳輸功能，同一環(huán)境中允許足夠多對(duì)的無(wú)線模塊成對(duì)使用而互不干擾。
定點(diǎn)傳輸是指處在任意信道、任意地址的無(wú)線串口模塊可以發(fā)送數(shù)據(jù)給處在任意信道、任意地址的另一個(gè)無(wú)線模塊。具體要傳輸給哪個(gè)地址、信道的模塊，由發(fā)送模塊發(fā)送數(shù)據(jù)的內(nèi)容決定。
例如由A定點(diǎn)發(fā)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(fā)送給D的數(shù)據(jù)格式為：dddddd + 數(shù)據(jù)內(nèi)容。數(shù)據(jù)發(fā)送以16進(jìn)制發(fā)送。
當(dāng)環(huán)境中有多個(gè)接收設(shè)備但我們只希望一個(gè)目標(biāo)設(shè)備接收到發(fā)送放發(fā)送的數(shù)據(jù)時(shí)，定點(diǎn)傳輸則體現(xiàn)出它的優(yōu)勢(shì)。在定點(diǎn)傳輸時(shí)，lora模塊會(huì)將串口數(shù)據(jù)的前三個(gè)字節(jié)識(shí)別為：地址高+地址低+信道，并將其作為無(wú)線發(fā)射目標(biāo)。如下圖，發(fā)送設(shè)備需要將數(shù)據(jù)發(fā)送給B接收設(shè)備，在這個(gè)環(huán)境中有ABCD四個(gè)接收設(shè)備，需要只能B接收，那么發(fā)送設(shè)備只需要在發(fā)送數(shù)據(jù)內(nèi)容前端加上B設(shè)備地址B_Addr, B設(shè)備通道B_Ch,發(fā)送出去后，就只能由B接收，A、C、D收不到任何數(shù)據(jù)。
空中喚醒簡(jiǎn)介
無(wú)線網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用中，通常要求節(jié)點(diǎn)盡可能休眠，最大限度降低功耗，但又希望節(jié)點(diǎn)能盡可能及時(shí)地收發(fā)無(wú)線數(shù)據(jù)，這似乎是個(gè)不可調(diào)和的矛盾。但是有個(gè)神奇的功能，空中喚醒。節(jié)點(diǎn)即使處于休眠，當(dāng)需要節(jié)點(diǎn)工作時(shí)可以直接通過無(wú)線手段喚醒該節(jié)點(diǎn)
原理簡(jiǎn)單說，即當(dāng)lora模塊定義為發(fā)射方時(shí)，發(fā)射前會(huì)自動(dòng)增加一定時(shí)間的前導(dǎo)碼，無(wú)線節(jié)點(diǎn)進(jìn)行周期性地喚醒，監(jiān)聽下網(wǎng)絡(luò)。一旦捕捉到前導(dǎo)碼就進(jìn)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(shù)據(jù)傳輸時(shí)，無(wú)線節(jié)點(diǎn)不會(huì)錯(cuò)過有效數(shù)據(jù)，機(jī)制上要保證前導(dǎo)碼的持續(xù)時(shí)間要略長(zhǎng)于節(jié)點(diǎn)的休眠時(shí)間。
多數(shù)據(jù)包的采用前導(dǎo)碼方式可以讓節(jié)點(diǎn)更加的省電。通?？罩袉拘炎畲箅y點(diǎn)是會(huì)被噪音誤喚醒，因?yàn)楸O(jiān)測(cè)前導(dǎo)碼是采用信道監(jiān)聽，判斷信道的RSSI是否大于某個(gè)閾值。一旦有噪音，則這次喚醒就白白耗了一個(gè)周期的電。但是噪音有一個(gè)特點(diǎn)是，無(wú)規(guī)則，持續(xù)性。由于多個(gè)數(shù)據(jù)包做的前導(dǎo)碼中帶有固定間隔的休息時(shí)間，因此這個(gè)休息時(shí)間可以用來(lái)將前導(dǎo)碼和噪音有效區(qū)別開。如果不小心被噪音喚醒，節(jié)點(diǎn)在接下來(lái)沒檢測(cè)到靜默周期，則可確認(rèn)是噪音，那么就立即睡眠以省電。
圖片來(lái)源于LoRa官方AN文檔《LoraLowEnergyDesign_STD.pdf》
特別說明：由于是低功耗系統(tǒng)，因此單點(diǎn)喚醒模式的使用有一定的限制。
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