SX1262 XXXM LoRaWAN/GNSS HAT
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SX1262 XXXM LoRaWAN/GNSS HAT 目前没有TTN的相关例程,如果需要和TTN服务器通信,推荐用 Pico-LoRa-SX1262-868M
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说明
产品简介
本系列产品是使用新一代 SX1262 射频芯片的 LoRa 模组,具有通信距离远,抗干扰能力强等特点,适用于 Sub-GHz 频段网络,可选 LF (410~510MHz) 或 HF (850~930MHz) 频段版本。除了 LoRaWAN 基础版本,还提供了增加 GNSS 功能版本可选,支持使用 GPS 和 BD 等定位功能。
产品特性
- 两种版本的共同特性:
- 基于 Raspberry Pi 40PIN GPIO 接口,适用于 Raspberry Pi 系列主板
- 新一代 SX1262 比传统 SX1278 的电源效率更高,传输距离更远
- GNSS 版本特性:
- 板载 L76K 模组,支持 GPS 和 BD 等定位功能,为节点模组提供准确时钟和定位坐标
- 板载电池座,可接入 ML1220 充电电池,可用于断电保存星历数据和热启动
- 板载 4 个 LED 指示灯,方便查看模块运行状态
- 提供完善的配套资料手册 (C 示例程序和使用手册等)
产品参数
电气 | 参数 |
射频芯片 | SX1262 |
工作频段 | Sub-GHz: SX1262 433/470M LoRaWAN/GNSS HAT: 410~490MHz SX1262 868/915M LoRaWAN/GNSS HAT:850~930MHz) |
信号调制 | LoRa/(G)FSK |
发射功率 | 22dBm@3.3V |
工作电压 | 3.3V |
模组耗流 | 发射电流:45mA@14dBm 接收电流:5.3mA@125KHz |
通信接口 | SPI |
工作温度 | -40 ~ 85℃ |
尺寸 | 19.00 × 22.00mm |
硬件说明
硬件选型
硬件连接
引脚说明
- CS MOSI MISO CLK 是 SX1262 的SPI接口, BUSY 为 SX1262 状态引脚
- 使用 MCU 的SPI总线和 SX1262 XXXM LoRaWAN/GNSS HAT 通信, MCU 读写 SX1262 寄存器时需要按照 Opcode+Address+Data 顺序读写参数,更多信息查阅datasheet的8,10,11,12章节,最大 SPI 速度为 18MHz, 通信如下图所示
- MCU 读写 SX1262 寄存器时需先检测 BUSY 引脚, 低电平表示空闲可正常读写, 高电平表示忙碌不能读写寄存器,如下图所示
- RESET 为 SX1262 的出厂复位引脚, 拉低 100us 可恢复寄存器默认参数, 工作时保持高电平
- RXEN, TXEN 为射频单刀开关(SPDT )引脚, RXEN低电平, TXE高电平则 SX1262 为接收模式, RXEN高电平,TXEN低电平则 SX1262 为发射模式,
- TXEN 引脚连接BCM(6),RXEN 引脚没有用到,默认为 -1,查阅原理图, RXEN引脚直连 SX1262的 DIO2,当发送时,DIO2 为高电平, TXEN 为低电平
- DIO1, DIO2, DIO3为 SX1262 功能 GPIO 引脚,可被设置成输入输出指示 SX1262 各种状态(下图中8.5 IRQ Handling), 通常, DIO1 被设置成下图所示状态的中断输出, DIO2 连接 RXEN 设置成射频单刀开关的控制引脚, DIO3 被设置给 TCXO 供电,详细说明查阅datasheet8.3.2, 8.5小结
产品尺寸
LoRa和LoRaWAN
什么是LoRa?
Semtech 的 LoRa 是一种长距离、低功耗的物联网 (IoT) 无线平台,一般情况下泛指使用LoRa技术的射频芯片.主要特点如下
- LoRa(long range 的缩写)采用的扩频调制技术源于啁啾扩频 (CSS) 技术,是远距离无线传输技术和LPWAN通信技术中的一种.扩频技术用带宽换取灵敏度的技术,Wi-Fi,ZigBee等都使用了扩频技术,但LoRa调制的特点是接近香农定理的极限,最大效率地提高灵敏度.相比于传统FSK技术,在相同的通信速率下,LoRa比FSK灵敏度好8~12dBm.目前,LoRa 主要在Sub-GHz的ISM频段运行,
- LoRa技术融合了数字扩频、数字信号处理和前向纠错编码等技术使得在长距离通信性能层面大幅度提高,LoRa的链路预算优于其他任何标准化的通信技术,链路预算是指给定的环境中决定距离的主要因素.
- LoRa射频芯片主要有 SX127X系列,SX126X系列,SX130X系列,其中SX127X,SX126X系列用于LoRa节点,SX130X用于LoRa网关,详情可参考Semtech的产品列表
什么是LoRaWAN?
- LoRaWAN 是一种建立在 LoRa 无线电调制技术之上的低功耗广域网开放协议。旨在将电池供电的“事物”无线连接到区域、国家或全球网络中的互联网,并针对关键的物联网 (IoT) 要求,例如双向定向通信、端到端安全、移动性和本地化服务。其中节点无线连接到互联网有入网认证,相当于建立节点和服务器间的加密通信信道,LoRaWAN协议层次下图所示。
- MAC层中的Class A/B/C 三类节点设备基本覆盖了物联网所有的应用场景,三者之间不同点在于节点收发的时隙不同
- Modulation层中EU868,AS430等表明不同国家使用频段参数不同,地区参数请点击参考链接
- 实现LoRaWAN网络覆盖城市或其它区域需要由节点(LoRa节点射频芯片)、网关(或称基站,LoRa网关射频芯片)、Server和云四部分组成,如下图所示
- DEVICE(节点设备)需先发起入网请求数据包到GATEWAY(网关)再到服务器,认证通过后才可以正常和服务器收发应用数据
- GATEWAY(网关)可通过有线网络,3/4/5G无线网络与服务器进行通信
应用
LoRa 器件和网络(如 LoRaWAN)使得智能物联网应用能够帮助解决地球面临的能源管理、自然资源减少、污染控制、基础设施效率、防灾等艰巨挑战。Semtech 的 LoRa 器件已在智慧城市、家居和建筑、社区、计量、供应链和物流、农业等领域实现了数百个成功应用案例。LoRa 网络已覆盖 100 多个国家/地区的数亿台器件,致力于打造一个更智慧的地球
本产品测试是基于TTS(The THINGS STACK)和Semtech SX1302官方库,若用户自行建立云服务器,请点击参考lorawan-stack,chirpstack
软件说明
环境设置
- 不熟悉Linux(或树莓派)操作的开发者请查阅文档设置树莓派开启SPI总线等, 按照如下图所示
程序下载
- 打开树莓派终端, 进去root模式,使用下面命令下载示例程序并解压
sudo su wget https://www.waveshare.net/w/upload/a/a1/Sx126x_lorawan_hat_code.zip unzip Sx126x_lorawan_hat_code.zip cd sx126x_lorawan_hat_code/python/lora/ python3 setup.py install # 如需要 sudo 权限, 则在 python3 前面加上 sudo, 第一次下载程序时注意先要安装库 cd examples/SX126x/ python3 transmitter.py # 此示例程序需要两个 SX1262 XXXM LoRaWAN/GNSS HAT 收发测试, 此命令适用于发送模块 python3 receiver_continuous.py # 此示例程序需要两个 SX1262 XXXM LoRaWAN/GNSS HAT 收发测试, 此命令适用于接收模块
- sx126x_lorawan_hat_code/python/lora/examples/network 目录下示例程序为单通道网关和节点
cd sx126x_lorawan_hat_code/python/lora/examples/network python3 LoRa_simple_node.py # 此示例程序需要两个 SX1262 XXXM LoRaWAN/GNSS HAT 收发测试, 此命令适用于节点模块 python3 LoRa_simple_gateway.py # 此示例程序需要两个 SX1262 XXXM LoRaWAN/GNSS HAT 收发测试, 此命令适用于当作单通道网关模块
示例简析
- 此小结已 transmission.py 和 receiver_continuous.py 为例简析代码