1. 电源端口保护 系统电源线和直流总线也存在过压瞬变进入 PCB 的漏洞。与任何孔隙或系统开口一样,务必尽可能靠近系统入口阻止入侵瞬变。作为电源总线,这些线路可以承受额外的电容,南京农业环境网关方案,因此通常可以使用具有更高 Cj 额定值的 TVS。对于 Vbus/直流线路,优先单向 TVS 器件,南京农业环境网关方案。2. SD卡保护为了对网关进行软件更新,系统有时会使用存储卡。尽管存储卡插槽很少被触摸到,但由于其裸露的引脚,接口极易在用户操作时受到 ESD 电荷转移的损坏。主干链路汇总基于 LoRa 的设备收集的数据,其中基于 LoRa 的网关经常遭受瞬态电压威胁,南京农业环境网关方案。在设计前端仔细规划,就可以使用 TVS 保护二极管有效地保护网关。检查所有关键系统数据端口并考虑预期环境中潜在的瞬态威胁,这一点非常重要。在硬件前端的设计中提前规划过压保护,有助于开发出坚固耐用的网关,缩短上市时间,同时提升品质。LoRa网关接入的节点数量取决于LoRa网关所能提供的信道资源以及单个LoRa终端占用的信道资源。南京农业环境网关方案
LORA的优势1.改善了接收的灵敏度,降低了功耗高达157db的链路预算使其通信距离可达15公里(与环境有关)。其接受电流*10mA,睡眠电流200nA,这使得电池的使用寿命得到延长。2.基于该技术的网关/集中器支持多信道多数据的并行处理,系统容量大如LORAWAN的网络架构图所示,网关是节点与IP网络之间的桥梁(通过2G/3G/4G或者Ethernet)。每个网关每天可以处理500万次各节点之间的通信(假设每次发送10Bytes,网络占用率10%),如果把网关安装在现有移动通信基站的位置,发射功率20dB(100mW),那么在建筑密集的城市环境可以覆盖2公里左右,而在密度较低的郊区,覆盖范围可达10公里。3.基于终端和集中器/网关的系统可以支持测距和定位LORA对距离的测量是基于信号的空中传输时间而非传统的RSSI。而定位则基于多点(网关)对一点(节点)的空间传输时间差的测量。其定位精度可达5m(假设10Km的范围)。这些关键特征使得LORA技术非常适用于要求低功耗、距离远、大量连接以及定位跟踪等的物联网应用,如智能抄表、智能停车、车辆追踪、宠物跟踪、智慧农业、智慧工业、智慧城市、智慧社区等应用和领域。南京网关供应商传输的抗干扰性、稳定性和安全性比较高,可实现双向传输。并且LoRa网络由于易于建设和部署。
LoRaWAN网关和TTN(TheThingsNetwork)之间的协议涉及两个主要方面:物理层通信和协议层通信。1.物理层通信:(1)LoRa调制解调器通信:LoRaWAN网关使用LoRa调制解调器与终端设备进行通信。LoRa调制解调器使用LoRa调制技术在无线信道上传输数据。(2)网关与终端设备之间的信道选择:LoRaWAN网关和终端设备之间需要协商选择通信信道,确保它们在相同的频率上进行通信。2.协议层通信:(1)接收终端设备数据:LoRaWAN网关通过LoRa调制解调器接收来自终端设备的LoRaWAN数据包。(2)解析和转发数据:网关使用LoRaWAN协议对接收到的数据包进行解析,提取其中的有效信息(如DevEUI、AppEUI、AppKey等)并转发给TTN服务器。(3)网关与TTN服务器之间的通信:网关使用TTN定义的协议与TTN服务器进行通信,包括传输数据包、发送设备信息和接收下行数据等。(4)数据包传输:网关将接收到的终端设备数据包转发给TTN服务器,以便后续处理和应用。
LoRaWAN网关单网关能容纳的节点的数量理论值假设单个网关每天**多可以接收a个数据包,每个节点的应用发包频率是每小时b个数据包的话,那么,单个网关**多可以容纳的节点的数目的理论值的计算式如下:S=a/(24*b)比如,单个LoRaWAN网关如果搭载一个SX1301芯片的话,其每天**多可以接收150万个数据包,如果应用发包频率是每小时1包的话,那么理论上LoRaWAN网关可以接入的节点的数目,S=1500000/(24*1)=62500个。大致估算如果不想计算,那么,我们还可以通过以下简单的参考例,来做大致的估算。在理想情况下,若发送10字节,10分钟频次,则一个8通道的网关差不多可以对应14200+个终端/节点。如果是20个字节,10分钟频次,则可以对应9900+个终端/节点。频次跟容量是线性关系,因此,如果实际需要的频次改成比如发送是10个字节、60分钟频次,那么,可以推出该8通道的网关差不多可以接入85200+个终端/节点。在ADR开启、90%的终端速率大于DR3(SF9)的场景下,字节跟容量也差不多是线性关系,因此,也可以根据实际场景的字节简易的代入上述例子来获取一个估计值。无线LoRa网关全部采用工业级电子元器件。
LoRaWAN定义了网络的通讯协议和系统架构,而LoRa物理层能够使长距离通讯链路成为可能。协议和网络架构对节点的电池寿命、网络容量、服务质量、安全性、网络的各种应用服务质量等影响比较大。如果网关严格遵循LoRaWAN协议,至少可以带来如下3个好处:1)低成本,流量**LoRaWAN生态圈良好,开源设计,极大降低了设备成本;和WiFi一样,工作在非授权频段,不走运营商网络,流量**。2)标准化,互联互通LoRaWAN是国际标准,它实现各厂家设备的“互联互通”,这给用户带来了很大的灵活自主性。3)智能化,自带定位LoRaWAN的TDOA(到达时间差)可以实现较精确的定位(20-200米);不依赖于GPS/BLE/WiFi,因此,大幅降低硬件成本,实现更好的节能。每一个符合LoRaWAN协议的终端都能与符合LoRaWAN的网关直接通讯,从而实现互联互通。南京环境网关软件
与终端的发包频率、发包字节数以及LoRa终端的扩频因子息息相关。南京农业环境网关方案
首先来了解下SX1278芯片方案的网关,SX1278芯片设计之初主要是节点芯片,并不提供网关的方案。所以目前市场上SX1278方案的网关在接入时需要比较苛刻的匹配性要求,在扩频因子、码率、带宽、频率均一致的情况下才可实现数据的上传下达。采用SX1278方案的网关,即使是多通道,也**是频率或者是其中一个参数不同。这就要求在节点方面,做调频也**能按网关的可接入能力来设计。并且SX1278芯片方案收发均采用同一模块,收发只能半双工工作。基于SX1278的LoRa网关,只能“串行”接收8个节点的数据包,网关的吞吐率极为有限。但SX1278芯片方案的网关主要是成本低廉,目前市场上已经有公司做到500以下。而SX1302芯片方案的网关是SEMTECH公司专门针对物联网推出的网关解决方案。SX1302芯片可提供8路不同频段(200K频宽的频分)同时接入、16组缓存以及1路发送、1路FSK发送,同时SX1302芯片对扩频因子没有特殊要求,节点模块7-12的扩频因子均可实现数据接收,同时SX1302收发分离基本可以实现数据的全双工收发。故SX1302方案对节点接入数量、数据实时性等方面相对于SX1278方案是指数级的提升。所以如果要选购LoRaWAN网关,一定要选用SX1301芯片方案的网关。南京农业环境网关方案
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