Одна из интересных технологий «интернета вещей» — сети LoRa. В интернете очень мало информации о нём описаны. Восполнит пробел не получится у меня, но свои 5 копеек я вставлю.
Что же такое лора?
Это технология связи на большие (Long Range) расстояния, запатентованная компанией Semtech, и реализованная в их чипах SX1272, SX1276, SX1278 LoRa это протокол низкого уровня, поверх которого могут реализовываться более высокоуровневые протоколы, например LoRaWAN.
Особенность стандарта LoRa — это передача небольших пакетов данных с невысоким энергопотреблением. По заверениям производителя, дальность на открытом воздухе может достигать 10км, а время работы от батареи может составлять несколько лет. Рабочие частоты зависят от страны, и составляют 433 или 868МГц (EU-версия) или 915МГц (USA-версия). В реальности эти цифры очень сильно отличаются от заявленных.
Для практической проверки дальности один из модемов был оставлен в квартире у окна, второй был подключен к Raspberry Pi и вынесен на улицу. В некоторых источниках обещается дальность в городских условиях порядка 3км. Результат увы, не так хорош: на практике, при максимальной мощности и антенне на 868МГц, сигнал полностью глушится уже примерно через 3 многоквартирных дома. Разумеется на открытых местах дальность выше, но стоит «завернуть за угол», как сигнал весьма быстро пропадает. В общем, результат 3км в городе наверное можно получить разве что если разместить антенну на телебашне, реально можно рассчитывать в лучшем случае на 300м. Но и это не так плохо, учитывая небольшую мощность передаваемого сигнала.
Устройства стандарта LoRa представляют собой удобное и готовое решение для низкоскоростной передачи малых объемов данных на относительно большие (сотни метров-километры) расстояния. Устройства LoRa оптимизированы под низкое энергопотребление, что позволяет их использовать с питанием от батарей или аккумуляторов (однако платой за это является низкая скорость передачи данных). К примеру, если фермер захочет выводить на домашний дисплей температуру в теплицах, это будет практически идеальным применением для LoRa — малые объемы данных, большие расстояния и прямая видимость до объектов. Модемы также могут использоваться в больших помещениях — ангары, заводы, там где тянуть провод до датчиков сложно или дорого, а объемы данных невелики. Возможно использование и в домашних условиях, высокая чувствительность модулей позволит использовать даже короткие антенны в виде «зигзага» на печатной плате. В городе же, качество связи будет сильно зависеть от наличия радиовидимости между антеннами, высоты размещения антенн и пр. Многие сейчас сильно воодушевлены возможностями «глобальных» сетей LoraWAN, однако вопрос размещения антенн будет весьма критичным для дальности в подобной сети. Впрочем, это верно для любых систем передачи радиосигналов, так что чуда здесь не случилось.
Ну вкратце о самом esp32 модуле:
Сам контроллер включает в себя esp32, oled дисплей и модуль lora на 433мГц
Wi-Fi 802.11 bgn до 150 Мбит/с
4 MAC интерфейса
AMPDU
Bluetooth Поддержка BR/EDR/LE
Поддержка передатчика и класса 1 и класса 2
CPU Двухъядерный Xtensa LX6 до 400DMIPS
До 600DMIPS при напряжении ядра 1.2 В
Размер кода на 15% меньше
6 уровней прерываний
Внутренняя RAM для пользовательского ПО 500kB, 200kB для пользователей
Flash 4 МБ пространства
Настраиваемое отображение таблицы для OTA
Внутренне LDO для внешней Flash 1.8 В/3.3 В
Поддержка отключения питания Flash во время «глубокого сна»
SD/eMMC/SDIO Host да
SPI 4
GPIO 32
UART 2 с DMA
LED PWM поддерживается аппаратно, 16 каналов,
таймеры 20 bit, работающие на тактовой частоте 80 МГц
13bit точности при 1 кГц
15bit точности при 250 Гц
Motor PWM Pluse-counter аппаратно
Удалённое управление поддерживается аппаратно
Таймер 2 таймера 32 bit и 2 таймера 64 bit
1 RTC-таймер 48 bit
Сторожевой таймер (watchdog) 2 системных Watchdog и 1 RTC watch dog
ADC 16 каналов, 12 bit, поддержка аналогового усилителя Low Noise Analog Amplifier
DAC 2 канала, 10 bit
32k Crystal поддержка для режимов «сна»
Датчик сенсора поддерживается, 10 каналов
Датчик температуры да
Шифрование Flash поддерживается аппаратно
E-fuse 1 kB, записывается пользователем, включая MAC-адреса
AES поддержка AES-128, AES-192 и AES-256 стандарта FIPS PUB 197
SHA поддержка SHA-1, SHA-256, SHA-384 и SHA-512 стандарта FIPS PUB 180-4
Восстановление памяти в RTC 8Kbyte, выполняется по инструкции
ULP-сопроцессор поддержка контроля датчиков в режиме «глубокого сна»
От теории к практике
Увлекся я случайно всякими микроконтроллерными штучками, но сам не программист. А желание изучать огромное. Заказал себе esp32+lora для попытки связать гараж с домом.
Заранее прошу прощения за качество фото.
LoRa = «Long Range» радиоканал с низким потреблением, высокой помехоустойчивостью и малой скоростью передачи. То есть то, что нужно для «интернета вещей». Например, передавать данные с теплиц Дальность обычно заявлена от километра и более, но устойчиво в городе тянет метров 300.У меня так и вышло, связь в городе около 300 метров.
Модуль собран конечно небрежно, местами неотмытый флюс. Но я думаю пойдет))
Продавец отправил без антен, пришлось импровизировать, потом конечно заказал нормальные антены.
Так как сам кодить не могу, то я обратился к конструктору Макса, на wifi-iot.com
Собрал там прошивки для двух устройств, пока в данном варианте только сбор показаний с датчика bmp-180(температура+ давление).
С этим проблем не возникло, все работает, пакеты передаются, приемник принимает и отображает на экране показания температуры и давления. Но правда до гаража мне не добить, вышло около 300 метров. Поэтому пока девайс в тумбочку, пока не придумал ему применение.
Ну а так выглядит веб-интерфейс в прошивках от wifi-iot
Кому интересно немного теории
Технология LoRa компании Semtech: новый импульс развития «Интернета вещей»
Автор Константин Верхулевский
[email protected]
Приобретался через посредника
Yoybuy
Скрин покупки со всеми нюансами доставки, За 2 товара
Всем спасибо за внимание.
Продолжение следует...
Товар предоставлен для написания обзора магазином. Обзор опубликован в соответствии с п.18 Правил сайта.
слишком дорого.Рассмотрел, что там ещё в заказе ТВ бокс и цена не 67$ а 30$ что хоть и лучше но всё равно очень дорого! Лучше nodemcu + внешний дисплей (не особо он и нужен обычно) и роутер. Как я понял, дальности заявленной добиться всё равно не получилось.
Хотя с другой стороны, не факт что время на разработку ПО выйдет меньше разницы в цене с готовым вариантом. Хотя мне всего-то и надо что передавать 12 команд от 12 устройств по радиоканалу на центральное устройство где просто отобразить факт прихода команды.
Если знаете самодостаточный «проверенный» модуль СС1310 — включающий как минимум антенну, разъем для программирования, ссылкой поделитесь пожалуйста :).
aliexpress.com/item/ESP32-Development-Board-WiFi-Bluetooth-Ultra-Low-Power-Consumption-Dual-Core-ESP-32-ESP-32S-ESP/32815035373.html
Готовые платы без экрана и лора стоят по 7-10 баксов, а тут за 15 получается интересное устройство.
Хотя вот за 10 нашел ESP32 + LoRa.
Думаю на 868 все было бы ещё лучше.
Если только не имеется ввиду стационар и прямая видимость. Но это уже полная бессмыслица…
Обычно наоборот бывает…
Если скорость, то чуть может подрости с одновременным падением дальности.
Мне так кажется.
Вот тут тестировали дальность передачи. Если разместить очень высоко, то реально выжимаются заявленные 3км дальности, ниже — меньше.
Еще там есть и промышленный образец, без няшности, ардуино гребенки и экранчика за 6$.
Upd: Нашел за 2$
item.taobao.com/item.htm?id=534906947976
Upd2: В России на 433МГц разрешено только 10мВт, сабж на 100мВт. Там же на Таобао есть и 1Вт девайсы, обещают до 8км.
Где реальные замеры энергопотребления в режиме приема, передачи и сна?
Скорость передачи в зависимости от дальности? Если уж нормальной радиоаппаратуры нету
Какие антенны можно применять для нормальной дальности? От раций?
модуль этот как скрестить ежа с ужом
практичней брать модули с мега328 для датчиков — проще код и дешевле
на приемной стороне нужен шлюз лора-ип и в виде отдельного устройства где-то за 40 баксов есть
есть промышленные шлюзи на 2 модуля, но это злишне
в берлине есть лора сеть, но там мало датчиков, чисто по приколу народ делает
у меня дома счетчики стоят с подобным радиоканалом, а я думал там выпуклая оптопара и даже видел, как тетка программировала их при замене в 2015 и с тех пор больше никто не приходил и я думал, что мне фуфел стали стирать, потому что каждый год надо было доплачивать, хотя раньше мне возвращали приличные суммы
звонил туда, оказалось, что новые счетчики необслуживаемые и сами сливают инфу
вот так вот я выглядел дураком, когда звонил в контору
оказалось, что новые счетчики необслуживаемые и сами сливают инфу”
Так глушите их к едрена матери. И пускай приходят, а то разленились. 10МВт в соседней комнате хватит.
гсм денег стоит и жрет много энергии и трафик там тарифицируется по 10 или 100кб за раз
я мобильным инторнетом не пользуюсь, в метро халява есть и ладно
но LoRa и не особо для дома.
Если серьёзно, надо смотреть настройки снижения битрейта. Если такое есть, существенно увеличит дальность. У НАСАих хрень с плутона добивает но на скорости доли бод.
звукепередатчике;)(нет настроек, есть накопление… кажется, эта статья была получше)
aliexpress.com/item/LoRa-ESP32-0-96-Inch-Blue-OLED-Display-SX1278-Bluetooth-WIFI-Lora-Kit-32-Module-Internet/32829056144.html,searchweb201602_2_10152_10709_10151_10065_10344_10068_10342_10343_10340_10341_10543_10697_10696_10084_10083_10618_10710_10307_10301_10059_10212_308_100031_10103_441_10624_10623_10622_10621_10620_10125,searchweb201603_2,ppcSwitch_5_ppcChannel&algo_expid=258a8b9a-d169-4baf-8539-990f9a8a2f7b-10&algo_pvid=258a8b9a-d169-4baf-8539-990f9a8a2f7b&transAbTest=ae803_2&priceBeautifyAB=0
Один был как передатчик второй — приёмник, стандартные примеры из библиотеки:
github.com/Heltec-Aaron-Lee/WiFi_Kit_series/tree/master/esp32/libraries/LoRa
Только после инициализации лора добавил следующие строки:
LoRa.setTxPower(17); //2-17
LoRa.setSpreadingFactor(12); //6-12
LoRa.setCodingRate4(8); //5-8
LoRa.setSignalBandwidth(62.5E3);
//7.8E3, 10.4E3, 15.6E3, 20.8E3, 31.25E3, 41.7E3, 62.5E3, 125E3, and
LoRa.enableCrc();