Avant-propos


LoRa est un schéma de transmission sans fil ultra longue distance basé sur la technologie à spectre étalé adoptée et promue par Semtech. Cette solution n'est plus limitée par le compromis entre la consommation d'énergie et la distance de transmission, et offre aux utilisateurs un système qui peut atteindre une longue distance, une longue durée de vie de la batterie et plusieurs nœuds, puis se développer en un réseau. À l'heure actuelle, les bandes de fréquences du fonctionnement LoRa incluent 433, 868, 915 MHz, etc., tandis que le module LoRa à puce RF SX1278 fonctionne dans la bande de fréquences 137 ~ 525 MHz.


Avantages de LoRa


LoRa présente des avantages évidents en matière d'anti-blocage et de sélectivité. Comparé aux FSK et GFSK traditionnels, il a une capacité anti-interférence plus forte et une distance de transmission plus longue. À l'heure actuelle, il est principalement utilisé dans la lecture de compteurs sans fil, la domotique et la domotique, les systèmes d'alarme et de sécurité sans fil, la surveillance et le contrôle industriels, les systèmes d'irrigation à distance, etc. Ce qui suit présente brièvement l'application du module LoRa SX1278 dans la lecture de compteurs sans fil.


Le système de relevé de compteurs sans fil LoRa comprend principalement quatre parties, des compteurs d'eau et de gaz sans fil (module LoRa intégré), une passerelle de transmission à distance, un serveur réseau et un terminal. Ce qui suit est une brève introduction au système de relevé de compteurs d'eau sans fil LoRa, qui s'applique également aux compteurs de gaz.

Paramètres associés


Les compteurs d'eau sans fil sont équivalents à divers nœuds terminaux et contiennent des modules LoRa. Nous devons comprendre leurs fonctions de base et certains paramètres associés :


1. Collecte du volume d'eau, de la tension et de la température de la batterie intégrée


La manière de collecter les données n'est pas décrite en détail ici. Les données collectées sont principalement transmises au MCU principal via l'interface de communication. Les interfaces de communication couramment utilisées incluent les interfaces TTL, RS232 et RS485. La plage de tension de fonctionnement normale de la puce SX1278 est de 1,8 ~ 3,7 V, et d'autres puces ont également une certaine plage de tension de fonctionnement. Ici, il est nécessaire de définir une norme de basse tension pour l'alarme de basse tension de la batterie intégrée. La plage de température de fonctionnement normale de la puce SX1278 est de -40 ~ + 85 ℃. De même, d'autres puces ont également une certaine plage de température de travail. Ici, il est nécessaire de définir des normes de température haute et basse pour les alarmes de température.

2. Informations de téléchargement en temps opportun


La collecte de données n'implique pas de communication sans fil, mais les informations doivent être téléchargées sur le serveur de réseau via la passerelle (la passerelle est équivalente à la station de base). Le processus de téléchargement implique la communication sans fil du module LoRa. À ce stade, nous devons connaître le mode de modulation de la configuration actuelle de la puce SX1278 (la puce SX1278 prend en charge la modulation FSK en même temps), la fréquence de fonctionnement, la puissance de transmission, le débit d'air, etc. La puce SX1278 peut fonctionner dans le 137 ~ Bande de fréquence 525MHz. Bien sûr, cela nécessite des circuits matériels différents. Lorsqu'il est en mode veille, le courant est inférieur à 1uA; lorsqu'il est en mode réception, le courant est d'environ 15mA; lorsqu'il est en mode émission, il est d'environ 100Ma@20dBm.


3. Commutateur, commande de soupape


Cette fonction est une communication descendante, telle que la fermeture forcée de la vanne lorsqu'une alarme se produit.


4. Autres alarmes


Comme une alarme d'interférence magnétique, pour éviter d'endommager le module intégré du compteur d'eau sans fil, ou des données inexactes collectées telles que le volume d'eau, la tension de la batterie intégrée et la température.


La partie passerelle distante incluse dans le système de relevé de compteurs d'eau sans fil LoRa peut également être appelée concentrateur ou station de base. Généralement, une cellule est distribuée avec une station de base, qui est chargée de copier et de collecter les compteurs d'eau sans fil LoRa dans toute la cellule.


Une passerelle peut correspondre à plusieurs dispositifs de nœud et la collecte de données peut être réalisée par interrogation. La passerelle est connectée au serveur principal via une adresse IP standard. Ces communications peuvent être bidirectionnelles. La communication entre le dispositif de nœud et la passerelle est basée sur différentes fréquences de communication et débits de transmission aérienne. La sélection du débit de transmission aérienne nécessite un compromis entre la distance de transmission et le délai de transmission des messages.

Comme on peut le voir ci-dessus, la passerelle ne traite pas les données. La fonction de la passerelle est de recevoir les données du compteur d'eau sans fil LoRa, puis de les transmettre au serveur principal via le réseau 3G ou 4G de l'opérateur. Dans le même temps, la passerelle peut également recevoir des commandes du serveur principal et transmettre les commandes au compteur d'eau sans fil LoRa.


La partie serveur du système de relevé de compteurs d'eau sans fil LoRa doit stocker et traiter les données, et comprend également divers systèmes. Le serveur comprend principalement un système de gestion des utilisateurs, un système de gestion des opérations, un système commercial, un système de maintenance, etc.


Les fonctions du système de gestion des utilisateurs incluent l'ajout de nouveaux utilisateurs, la suppression et la modification d'anciens utilisateurs, etc. ; les fonctions du système de gestion des opérations comprennent la lecture régulière des compteurs, les statistiques de consommation d'eau, l'exportation de tableaux et la requête des utilisateurs, etc. ; les fonctions du système commercial comprennent la saisie des paiements ainsi que des statistiques détaillées, des rappels de manque d'eau, etc. ; les fonctions du système de maintenance comprennent la collecte de l'état de fonctionnement du compteur d'eau sans fil LoRa et la détection des défauts.


Le système de relevé de compteurs d'eau sans fil LoRa comprend également un terminal utilisateur, qui peut être un PC ou une application mobile. La fonction du terminal est principalement utilisée pour la connexion de l'utilisateur, la demande de consommation d'eau de l'utilisateur et le paiement en ligne de l'utilisateur.

Épilogue


Avec le développement de l'Internet des objets, l'application du module LoRa SX1278 est devenue de plus en plus étendue ces dernières années et la technologie est devenue de plus en plus mature. Les entreprises engagées dans le développement de modules RF sont également intéressées par la recherche du module LoRa SX1278. Par exemple, le module de port série SX1278LoRa de Chengdu Ebyte Electronic Technology Co., Ltd. ajoute un algorithme de correction d'erreur au logiciel, ce qui améliore considérablement la capacité anti-interférence ; encore plus, ajoute PA et LNA au matériel, ce qui améliore encore la distance de transmission. promouvoir. En général, le développement du module LoRa SX1278 ne s'est pas arrêté, et l'application n'est pas seulement dans la lecture de compteurs sans fil.