物联网开发设计过程中一个很重要的硬件设备就是,无线模块的设计。无线模块是物联网系统中一个很重要的一个设备,它的好坏和通信的质量直接影响系统的整体的性能。所以今天我们今天重点讲一下lora无线模块在系统设计中我们如何保证通信的可靠性。

首先我们讲一下我们为什么要选择lora模块进行讲解,它的优势在哪些地方呢?Lo Ra技术采用扩频的原理,可以允许多节点的接入,可以实现数据远距离、低功耗和广范围的传输,这个是三个主要的特点。同时刚好和我们物联网设备特点相一致,工作环境比较复杂,要求通信可靠性高,同时数据量不大,特殊场所对功耗有很高的要求。同时目前还有另一种NB-IOT模块也满足以上条件,但是为什么不选择它呢?我们看一下下面的一个对比表格。

NB-IoT 在网络复杂性,知识产权等方面费用高,提高了 NB-IoT的总成本,而 LoRa 模块用 NB-IoT 蜂窝 LTE 模块一半的价格就可以实现其功能。LoRa 保证低成本的同时,在网络的承载量,对建筑的穿透能力等方面都有优势。考虑到通用的微环境监测平台迫切需要较低的成本且不需要特别好的服务质量,且Lo Ra 技术更适合用于低成本的项目开发。

硬件完成选型后后面需要从几个方面来提高系统的稳定性:

  • 硬件设计方面需要特别注意模块的周围尽量减少外部的电磁干扰对数据通信的影响,所以尽量在模块的下侧尽量避免走线,即使走线也要进行正负线平行走线,尽量降低电流变化产生的电磁干扰;
  • 天线的选型非常重要,需要选择与频率端匹配的天线,尽可能提高系统通信的性能;
  • 另外要保证给LoRa模块供电的电源需要稳定,尽量降低纹波,同时在模块电源的输入端需要加上电容进行滤除杂波,保证电源的可靠性;
  • 应该设计完成后面需要考虑软件的设计,需要考虑数据的的发射和接收不能冲突,所以系统需要确定一个主机,负责对整个系统的数据的进行协调,由主机发送请求数据和协调数据,保证主从的数据不会冲突和干涉,这一点非常重要;
  • 工作模式的切换需要用到M1和M0脚进行控制,具体见下表:
  • 其中AUX的控制非常重要,需要注意以下几点:

⚫ 输出低电平优先,即:满足任何一个输出低电平条件,AUX 就输出低电平;当所有低电平条件均不满足时,AUX 输出高电平。

⚫ 当 AUX 输出低电平时,表示模块繁忙,此时不会进行工作模式检测;当模块 AUX 输出高电平后 1ms 内,将完成模式切换

工作。

⚫ 用户切换到新的工作模式后,至少需要在 AUX 上升沿 2ms 后,模块才会真正进入该模式;如果 AUX 一直处于高电平,那

么模式切换将立即生效。

⚫ 用户从模式 3(休眠模式)进入到其他模式或在复位过程中,模块会重新设置用户参数,期间 AUX 输出低电平。

⚫ 所以在数据的发送前需要确认AUX输出低电平,同时需要满足低电平已经持续2ms以上,这样可以大大的提高系统运行的可靠性。

  • 数据通信需要添加起始和结束标志位,同时加上校验,如校验和和CRC校验等,提高系统数据通信的可靠性。

通过以上7点的优化,就可以很好的保证无线LORA模块数据通信的可靠性。大家如果在物联网开发设计过程中遇到无线模块通信的问题,可以从这几个方面进行问题的排除。如有相关的其它问题,可以随时联系我们。~~谢谢大家的关注。

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