在物联网高速发展的今天,Wi-Fi和LoRa作为近距离和超远距离通信威廉希尔官方网站 ,均有其各自的典型应用场景,在各自应用领域都取得了卓越的成就。Wi-Fi和LoRa威廉希尔官方网站 各具优势,在很多场景需求中,如果将两者结合,一方面可以发挥LoRa远距,低功耗的优点,另一方面利用Wi-Fi的高速率,生态广的特点,相互取长补短,可以在更广泛的应用中发挥作用。实现更便捷、智能、安全、可靠的体验。
图1 Wi-Fi/LoRa带宽与距离覆盖
例如在农业领域,农场主想要利用LoRa威廉希尔官方网站 构建一个远距离传感器网络,监测土壤的温度、湿度等参数,并通过Wi-Fi威廉希尔官方网站 将这些实时数据传输到后台服务器,及时了解土壤状况,合理安排灌溉或施肥,提高农作物的产量与质量,实现智能化管理。
在这样的应用场景中,通常需要构建“LoRa终端节点(传感器)--LoRa网关(Wi-Fi或以太网)--服务器”的网络。
图2 LoRa网络
LoRa网关可以使用专门的多通道网关芯片比如Semtech SX1302,也可以选择一个或多个LoRa收发芯片来搭建。在很多节点数量不多的场景,使用单LoRa收发芯片搭建的网关就能满足应用要求,这种网关在国内有广泛的应用。本文主要讨论极低成本的单通道网关LoRa组网方案。
传统LoRa单通道网关普遍采用LoRa收发芯片、基于ARM的MCU、Wi-Fi或以太网芯片等功能结构设计,系统复杂度和成本均比较高。现在若将LoRa网关所需的MCU及Wi-Fi芯片,直接换成Wi-Fi SoC,例如乐鑫科技超低成本、高性价比的ESP32-C2系列,则可在满足主控芯片及无线联网需求的同时,大大降低网关的成本。
图3 LoRa网关框图
另外,传统LoRa终端节点硬件组成中包括LoRa收发芯片、MCU、传感器模块、BLE模块等。在大部分场景中,LoRa终端节点都需要外挂蓝牙BLE,用来激活和配置节点设备以降低功耗,或者对节点进行代码升级。因此乐鑫低成本Wi-Fi & BLE SoC方案替代传统MCU作为LoRa终端节点的主控及蓝牙模块,同样是一个理想选择。
图4 LoRa终端节点
LoRa星型组网应用非常普遍,如下图,一个LoRa常常对应多个节点。
图5 LoRa星型组网
新品模块介绍
启明云端最新推出了WTLRC262-SG系列模组,即基于乐鑫ESP32-C2和Semtech SX1262芯片设计的极低成本的单通道LoRa网关,同时也可作为LoRa终端节点使用。它支持Wi-Fi, BLE和LoRa的通信功能,高度集成化的设计简化了用户的产品系统复杂度。
图6 WTLRC262-SG模组
本方案优势
极低整体成本
模组设计兼容网关和节点应用,也就是产品可以配置成工作在节点或者网关
模组带BLE,方便对节点或者网关进行配置和升级
节点带WIFI,可以不经过网关直接回传到网络服务器
使用WIFI回传,使用方便
SX1262兼容SX126X和LLCC6X,可以满足国内外的应用
乐鑫ESP32-C2是一款小尺寸、低成本、低功耗的物联网芯片。它搭载 RISC-V 32 位单核处理器,内置 272 KB SRAM 和 576 KB ROM,支持 2.4 GHz Wi-Fi 和 Bluetooth 5 (LE)。ESP32-C2 面向高容量、低数据速率的简单物联网应用设计,能够为插座、照明、传感器和简单的家电设备添加稳定的无线连接功能,为用户提供极具性价比的开发平台。
SemtechSX1262是一款远距离、低功耗的sub-GHz无线收发器,支持工作频段涵盖150MHz–960MHz。SX1262提供了两种调试方式,LoRa以及传统的(G)FSK。它集成了低噪声放大器(LNA),同时还集成了高效率的功率放大器(PA)。在LoRa调制模式下,最高接收灵敏度可达-137dBm,其发射功率最高可达+22dBm。SX1262通过优化芯片结构和内部逻辑,其接收电流最低可达4.2mA,休眠模式下最低可达160nA。
WTLRC262-SG模组参数特点如下:
32 位 RISC-V 单核处理器,主频高达 120 MHz
片上自带ROM: 576 KB / SRAM: 272 KB
支持 IEEE 802.11 b/g/n 协议
Wi-Fi模式支持 1T1R 模式,数据速率高达 72.2 Mbps
同时支持基础结构型网络 (Infrastructure BSS) Station 模式、SoftAP 模式、Station + SoftAP 模式和混杂模式
支持BLE5.0
高功率模式(+20 dBm)
蓝牙传输速率支持 125 kbps、500 kbps、1 Mbps、2 Mbps
支持LoRa远距离传输通信,支持频段:433/868/915MHz(可选)
LoRa模式下,支持高灵敏度(-137dBm),高功率(+22dBm),低功耗(接收电流低至4.6mA)
模组尺寸:20mm×26mm×2.8mm
该模块集成LoRa驱动,并可扩展支持LoRaWAN协议,提供LoRa驱动代码便于用户二次开发。模块具有体积小、功耗低、传输距离远、抗干扰能力强等特点,可广泛应用于智慧家庭、智慧农业、智慧工业等场景。
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