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使用 LoRaWAN 系統(tǒng)級(jí)封裝加速遠(yuǎn)程無線連接設(shè)計(jì)

1692620 2022-11-25 | pdf | 253.72KB | 次下載 | 免費(fèi)

資料介紹

在需要低成本、遠(yuǎn)距離、低功耗無線連接的遙感應(yīng)用中，LoRa 技術(shù)比藍(lán)牙和 Wi-Fi 等替代技術(shù)更受青睞。盡管如此，開發(fā)人員仍在努力解決 RF 設(shè)計(jì)的細(xì)微差別，以經(jīng)濟(jì)高效地快速實(shí)施 LoRa 設(shè)計(jì)，從而在不違反典型物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)可用的有限功率預(yù)算的情況下最大限度地提高范圍和數(shù)據(jù)速率。在需要低成本、遠(yuǎn)距離、低功耗無線連接的遙感應(yīng)用中，LoRa 技術(shù)比藍(lán)牙和 Wi-Fi 等替代技術(shù)更受青睞。盡管如此，開發(fā)人員仍在努力解決 RF 設(shè)計(jì)的細(xì)微差別，以經(jīng)濟(jì)高效地快速實(shí)施 LoRa 設(shè)計(jì)，從而在不違反典型物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)可用的有限功率預(yù)算的情況下最大限度地提高范圍和數(shù)據(jù)速率。為了加速基于 LoRa 的設(shè)計(jì)，芯片供應(yīng)商開發(fā)了完整的系統(tǒng)級(jí)封裝 (SiP) 模塊和相關(guān)的 LoRaWAN 軟件堆棧，作為遠(yuǎn)程??連接的近乎直接解決方案。為了加速基于 LoRa 的設(shè)計(jì)，芯片供應(yīng)商開發(fā)了完整的系統(tǒng)級(jí)封裝 (SiP) 模塊和相關(guān)的 LoRaWAN 軟件堆棧，作為遠(yuǎn)程??連接的近乎直接解決方案。本文將在介紹合適的硬件和軟件解決方案之前簡(jiǎn)要討論 LoRa 方法，以及設(shè)計(jì)人員如何使用它們來快速啟動(dòng)和運(yùn)行設(shè)計(jì)。本文將在介紹合適的硬件和軟件解決方案之前簡(jiǎn)要討論 LoRa 方法，以及設(shè)計(jì)人員如何使用它們來快速啟動(dòng)和運(yùn)行設(shè)計(jì)。遠(yuǎn)程物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)遠(yuǎn)程物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)LoRa 是遠(yuǎn)程的縮寫，定義了一種超高效、低成本、低功耗、專有的擴(kuò)頻無線電。它支持電池供電傳感器和其他低功耗應(yīng)用的能力使其特別適合在 Wi-Fi 或藍(lán)牙范圍以外的距離運(yùn)行的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用。基于 LoRa 的設(shè)計(jì)可以使用小電池運(yùn)行多年，同時(shí)可靠地為跨越數(shù)公里的超大型網(wǎng)絡(luò)提供安全連接。LoRa 是遠(yuǎn)程的縮寫，定義了一種超高效、低成本、低功耗、專有的擴(kuò)頻無線電。它支持電池供電傳感器和其他低功耗應(yīng)用的能力使其特別適合在 Wi-Fi 或藍(lán)牙范圍以外的距離運(yùn)行的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用。基于 LoRa 的設(shè)計(jì)可以使用小電池運(yùn)行多年，同時(shí)可靠地為跨越數(shù)公里的超大型網(wǎng)絡(luò)提供安全連接。LoRaWAN 是位于 LoRa 無線電接口之上的媒體訪問控制 (MAC) 層，它定義網(wǎng)絡(luò)如何運(yùn)行并設(shè)置數(shù)據(jù)速率（通常高達(dá) 50 Kbits/s）（請(qǐng)參閱LoRaWAN 是位于 LoRa 無線電接口之上的媒體訪問控制 (MAC) 層，它定義網(wǎng)絡(luò)如何運(yùn)行并設(shè)置數(shù)據(jù)速率（通常高達(dá) 50 Kbits/s）（請(qǐng)參閱LoRaWAN 第 1 部分：如何獲得 15 公里的無線傳輸距離）和 10 年的物聯(lián)網(wǎng)電池壽命LoRaWAN 第 1 部分：如何獲得 15 公里的無線傳輸距離）和 10 年的物聯(lián)網(wǎng)電池壽命）。LoRaWAN 廣域網(wǎng)架構(gòu)在星形網(wǎng)絡(luò)拓?fù)渲羞\(yùn)行，使用網(wǎng)關(guān)在物聯(lián)網(wǎng)傳感器和主機(jī)服務(wù)器等多個(gè)終端設(shè)備之間中繼消息（圖 1）。LoRa 無線電可以單獨(dú)使用，具有 LoRaWAN 的替代 MAC 層，但該接口不符合 LoRaWAN 規(guī)范。）。LoRaWAN 廣域網(wǎng)架構(gòu)在星形網(wǎng)絡(luò)拓?fù)渲羞\(yùn)行，使用網(wǎng)關(guān)在物聯(lián)網(wǎng)傳感器和主機(jī)服務(wù)器等多個(gè)終端設(shè)備之間中繼消息（圖 1）。LoRa 無線電可以單獨(dú)使用，具有 LoRaWAN 的替代 MAC 層，但該接口不符合 LoRaWAN 規(guī)范。圖 1：LoRaWAN 規(guī)范在終端設(shè)備和網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器之間提供經(jīng)過身份驗(yàn)證的加密通信，使用網(wǎng)關(guān)橋接與終端設(shè)備的遠(yuǎn)程連接以及與云端或?qū)Ｓ铆h(huán)境中網(wǎng)絡(luò)主機(jī)的廣域連接。（圖片來源：LoRa 聯(lián)盟）圖 1：LoRaWAN 規(guī)范在終端設(shè)備和網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器之間提供經(jīng)過身份驗(yàn)證的加密通信，使用網(wǎng)關(guān)橋接與終端設(shè)備的遠(yuǎn)程連接以及與云端或?qū)Ｓ铆h(huán)境中網(wǎng)絡(luò)主機(jī)的廣域連接。（圖片來源：LoRa 聯(lián)盟）在這種架構(gòu)中，終端設(shè)備和主機(jī)服務(wù)器通過網(wǎng)關(guān)設(shè)備進(jìn)行通信，網(wǎng)關(guān)設(shè)備可以配置為簡(jiǎn)單地充當(dāng)通信橋梁。為了與主機(jī)服務(wù)器通信，網(wǎng)關(guān)使用傳統(tǒng)的連接選項(xiàng)，例如 Wi-Fi、以太網(wǎng)或蜂窩網(wǎng)絡(luò)。為了與終端設(shè)備通信，網(wǎng)關(guān)依賴于在這種架構(gòu)中，終端設(shè)備和主機(jī)服務(wù)器通過網(wǎng)關(guān)設(shè)備進(jìn)行通信，網(wǎng)關(guān)設(shè)備可以配置為簡(jiǎn)單地充當(dāng)通信橋梁。為了與主機(jī)服務(wù)器通信，網(wǎng)關(guān)使用傳統(tǒng)的連接選項(xiàng)，例如 Wi-Fi、以太網(wǎng)或蜂窩網(wǎng)絡(luò)。為了與終端設(shè)備通信，網(wǎng)關(guān)依賴于Semtech