树莓派Pico扩展板 LoRa SX1262使用教程

说明

产品简介

本产品是一款基于 SX1262 模组的树莓派 Pico LoRa 节点扩展板,支持 LoRaWAN 协议,适用于 EU868,结合 LoRa 网关可接入 TTN、TTS 等服务器,方便快捷地验证 LoRa 网络云服务

产品特性

  • 板载 Raspberry Pi Pico 接口,适用于 Raspberry Pi Pico 系列主板
  • 支持 LoRaWAN 协议,适用于 EU868
  • 板载 PH1.25 电池座和充电 IC,可接入锂电池充放电
  • 板载 2 个 LED 指示灯,方便查看模块运行状态
  • 提供完善的配套资料手册 (C 示例程序和使用手册等)


产品参数

电气参数
射频芯片SX1262
工作频段EU868 (863~870MHz)
信号调制LoRa/(G)FSK
发射功率>14dBm@3.3V
工作电压5V
模组耗流发射电流:45mA@14dBm<br\>接收电流:5.3mA@125KHz
通信接口SPI
工作温度-40 ~ 85℃
尺寸21.00 × 52.00mm

引脚分布

产品尺寸

LoRa和LoRaWAN

什么是LoRa?

Semtech 的 LoRa 是一种长距离、低功耗的物联网 (IoT) 无线平台,一般情况下泛指使用LoRa技术的射频芯片.主要特点如下

  • LoRa(long range 的缩写)采用的扩频调制技术源于啁啾扩频 (CSS) 技术,是远距离无线传输技术和LPWAN通信技术中的一种.目前,LoRa 主要在ISM频段运行主要包括433、868、915 MHz等
  • LoRa技术融合了数字扩频、数字信号处理和前向纠错编码等技术使得在长距离通信性能层面大幅度提高,LoRa的链路预算优于其他任何标准化的通信技术,链路预算是指给定的环境中决定距离的主要因素
  • LoRa射频芯片主要有 SX127X系列,SX126X系列,SX130X系列,其中SX127X,SX126X系列用于LoRa节点,SX130X用于LoRa网关,详情可参考Semtech的产品列表

什么是LoRaWAN?

  • LoRaWAN 是一种建立在 LoRa 无线电调制技术之上的低功耗广域网开放协议。旨在将电池供电的“事物”无线连接到区域、国家或全球网络中的互联网,并针对关键的物联网 (IoT) 要求,例如双向定向通信、端到端安全、移动性和本地化服务。其中节点无线连接到互联网有入网认证,相当于建立节点和服务器间的加密通信信道,入网详情参考[ 文档]和源码,LoRaWAN协议层次下图所示。
    • MAC层中的Class A/B/C 三类节点设备基本覆盖了物联网所有的应用场景,三者之间不同点在于节点收发的时隙不同
    • Modulation层中EU868,AS430等表明不同国家使用频段参数不同,地区参数请点击参考链接


  • 实现LoRaWAN网络覆盖城市或其它区域需要由节点(LoRa节点射频芯片)、网关(或称基站,LoRa网关射频芯片)、Server和云四部分组成,如下图所示
    • DEVICE(节点设备)需先发起入网请求数据包到GATEWAY(网关)再到服务器,认证通过后才可以正常和服务器收发应用数据
    • GATEWAY(网关)可通过有线网络,3/4/5G无线网络与服务器进行通信
    • 服务器端主要运营商有TTN等,自行搭建云端服务请参考lorawan-stackchirpstack


应用

LoRa 器件和网络(如 LoRaWAN)使得智能物联网应用能够帮助解决地球面临的能源管理、自然资源减少、污染控制、基础设施效率、防灾等艰巨挑战。Semtech 的 LoRa 器件已在智慧城市、家居和建筑、社区、计量、供应链和物流、农业等领域实现了数百个成功应用案例。LoRa 网络已覆盖 100 多个国家/地区的数亿台器件,致力于打造一个更智慧的地球。


RasperryPi Pico环境设置

1. 树莓派上开发Pico的应用开发环境请点击查阅链接文档中的树莓派章节
2. Windows上的环境设置,国内用户请点击查阅链接1,国外用户直接参考链接2文档中的Windows章节
本教程在Windows 10环境使用VScode IDE进行开发

硬件连接

准备的材料

  • Pico-LoRa-SX1262-868M x 1 (本产品配置)
  • Raspberry Pi Pico x 1 (须自备)
  • Micro USB线 x 1 (须自备)

硬件实物连接图



入网说明

  • RaspberryPi Pico运行LoRaWAN协议并连接Pico-LoRa-SX1262-868M作为节点设备(End Node)通过LoRa网关(Gateway)上传数据到TTS服务器,或接收来自TTS服务器数据,具体网络拓扑结构如下图


  • 请根据当地无线电管理规定选择适用频段,Pico-LoRa-SX1262-868M适用于EU868区域国家使用,频段分布图如下,具体表格点击链接查看或访问LoRa Alliance搜索



入网操作

  • 注册并登录TTS后创建应用(Applications)


  • 在当前应用中创建节点设备,点击如下图红框位置


  • 创建节点设备的各项参数如下图红框中的5个步骤所示,需要保存Step2的DevEUI,Step3的AppKey两个值以备后用


  • 国内用户点击Pico-LoRa-SX1262-868M_Code.zip下载并解压程序或使用git下载程序到与pico-sdk同一级目录下,编译环境安装参考Pico环境设置章节


  • 打开VScode,在VScode选择打开pico-lorawan文件夹,在example\otaa_temperature_led\config.h文档中填写刚刚保存的DevEUI和AppKey两个值


  • 若环境设置正确,点击VScode的Build按钮等待编译结束,将编译好文件下载到进入Boot模式的RaspberryPi Pico,打开串口查看日志信息



程序说明

1. 此例程在pico-lorawan基础上增加了基于Semtech SX1262的Pico-LoRa-SX1262-868M模块的适配
2. LoRaWAN协议国内用户请点击链接1链接2参考文档,国外用户请点击链接3参考相关文档
3. 若用户自行建立云服务器,请点击参考lorawan-stack,chrpstack